DE102013011741A1 - Energy storage device, method for manufacturing this energy storage device - Google Patents
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Abstract
Energiespeichervorrichtung (1) zur Bereitstellung elektrischer Energie, aufweisend wenigstens ein Slave-Modul (51), mit wenigstens zwei elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen (3, 3a), welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind, mit einem ersten Modulgehäuse (28) zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen (3, 3a), ein Master-Modul (52), mit wenigstens zwei elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen (3b, 3c), welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind, mit einem zweiten Modulgehäuse (28a) zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen (3b, 3c), mit einer Steuereinrichtung (37) zur Steuerung der Energiespeichereinrichtungen (3, 3a, 3b, 3c), mit zwei Vorrichtungsanschlüssen (39, 39a) unterschiedlicher Polarität zur Bereitstellung der elektrischen Spannung der Energiespeichereinrichtungen (3, 3a, 3b, 3c), eine elektrische Verschaltungseinrichtung (55), ausgestaltet zur elektrischen Verbindung der Energiespeichereinrichtungen (3, 3a) des Slave-Moduls (51) mit den Vorrichtungsanschlüssen (39, 39a), eine Signalübertragungseinrichtung (56), welche zur Übertragung von Signalen zwischen der Steuereinrichtung (37) und dem Slave-Modul (51) ausgestaltet ist, eine, vorzugsweise rahmenförmige, erste Funktionseinrichtung (53), welche mit dem zweiten Modulgehäuse (28) und mit wenigstens einem der ersten Modulgehäuse (28a) mechanisch verbindbar ist, welche ausgestaltet ist zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, der Verschaltungseinrichtung (55) und der Signalübertragungseinrichtung (56).Energy storage device (1) for providing electrical energy, comprising at least one slave module (51), with at least two electrochemical energy storage devices (3, 3a), which are interconnected, preferably in series, with a first module housing (28) for receiving the Energy storage devices (3, 3a), a master module (52), with at least two electrochemical energy storage devices (3b, 3c), which are interconnected, preferably in series, with a second module housing (28a) for receiving the energy storage devices (3b, 3c), with a control device (37) for controlling the energy storage devices (3, 3a, 3b, 3c), with two device terminals (39, 39a) of different polarity for providing the electrical voltage of the energy storage devices (3, 3a, 3b, 3c), an electrical interconnection device (55) configured for electrical connection of the energy storage devices (3, 3a) of the Slave module (51) with the device terminals (39, 39a), a signal transmission device (56), which is designed for the transmission of signals between the control device (37) and the slave module (51), a, preferably frame-shaped, first functional device (53) which is mechanically connectable to the second module housing (28) and to at least one of the first module housing (28a), which is designed for receiving, preferably for supporting, the interconnection device (55) and the signal transmission device (56).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung mit mehreren, verschaltbaren, elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen, sowie ein Verfahren zum Herstellen dieser Energiespeichervorrichtung. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Energiespeichervorrichtungen mit Lithium-Ionen-Chemie zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Energiespeichervorrichtung, unabhängig von der Chemie der Energiespeichervorrichtung oder unabhängig von der Art des versorgten Verbrauchers Verwendung finden kann.The present invention relates to an energy storage device having a plurality of interconnectable electrochemical energy storage devices, and to a method of manufacturing this energy storage device. The invention is described in the context of energy storage devices with lithium-ion chemistry for supplying electrical consumers. It should be noted that the invention may also be used regardless of the type of energy storage device, regardless of the chemistry of the energy storage device or regardless of the type of consumer supplied.
Bekannt sind Energiespeichervorrichtungen mit mehreren wiederaufladbaren, elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern.Energy storage devices with a plurality of rechargeable, electrochemical energy storage devices for supplying electrical consumers are known.
Der Aufwand bei der Fertigung einiger bekannter Energiespeichervorrichtungen wird mitunter als problematisch empfunden.The effort in the production of some well-known energy storage devices is sometimes perceived as problematic.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Aufwand bei der Fertigung einer Energiespeichervorrichtung zu verringern.It is an object of the invention to reduce the effort in the manufacture of an energy storage device.
Die Aufgabe wird durch eine Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 14 für eine Energiespeichervorrichtung. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by an energy storage device according to
Eine erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung weist wenigstens ein Slave-Modul auf. Das Slave-Modul weist wenigstens zwei elektrochemische Energiespeichereinrichtungen auf, welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind. Das Slave-Modul weist ein erstes Modulgehäuse zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen auf.An energy storage device according to the invention has at least one slave module. The slave module has at least two electrochemical energy storage devices, which are interconnected, preferably in series. The slave module has a first module housing for receiving the energy storage devices.
Die Energiespeichervorrichtung weist ein Master-Modul auf. Das Master-Modul weist wenigstens zwei elektrochemische Energiespeichereinrichtungen auf, welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind. Das Master-Modul weist ein zweites Modulgehäuse zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen auf. Das Master-Modul weist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der sämtlicher Energiespeichereinrichtungen der Energiespeichervorrichtung auf. Das Master-Modul weist zwei Vorrichtungsanschlüsse unterschiedlicher Polarität zur Bereitstellung der elektrischen Spannung der Energiespeichereinrichtungen auf.The energy storage device has a master module. The master module has at least two electrochemical energy storage devices, which are interconnected, preferably in series. The master module has a second module housing for receiving the energy storage devices. The master module has a control device for controlling all energy storage devices of the energy storage device. The master module has two device terminals of different polarity for providing the electrical voltage of the energy storage devices.
Die Energiespeichervorrichtung weist eine elektrische Verschaltungseinrichtung auf, welche vorzugsweise zur Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen des wenigstens einen Slavemoduls mit den Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls ausgestaltet ist, welche vorzugsweise zur elektrischen Verbindung der verschalteten Energiespeichereinrichtungen mit den Vorrichtungsanschlüssen ausgestaltet ist.The energy storage device has an electrical interconnection device, which is preferably designed for interconnecting the energy storage devices of the at least one slave module with the energy storage devices of the master module, which is preferably designed for electrically connecting the interconnected energy storage devices with the device terminals.
Die Energiespeichervorrichtung weist eine Signalübertragungseinrichtung auf, welche zur Übertragung von Signalen zwischen der Steuereinrichtung und dem Slave-Modul ausgestaltet ist.The energy storage device has a signal transmission device which is designed to transmit signals between the control device and the slave module.
Die Energiespeichervorrichtung weist eine, vorzugsweise rahmenförmige, erste Funktionseinrichtung auf, welche mit dem zweiten Modulgehäuse und mit wenigstens einem der ersten Modulgehäuse mechanisch verbindbar ist. Die erste Funktionseinrichtung ist ausgestaltet zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, der Verschaltungseinrichtung und der Signalübertragungseinrichtung.The energy storage device has a, preferably frame-shaped, first functional device, which is mechanically connectable to the second module housing and to at least one of the first module housing. The first functional device is designed for receiving, preferably for supporting, the interconnecting device and the signal transmission device.
Indem das Master-Modul die Steuereinrichtung aufweist, die erste Funktionseinrichtung die Modulgehäuse des Master-Moduls und des wenigstens einen Slave-Moduls verbinden und die Verschaltungseinrichtung aufnehmen kann, ist die Anzahl der Baugruppen bei der Montage der Energiespeichervorrichtung verringert und somit der Montageaufwand verringert. So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.By virtue of the fact that the master module has the control device, the first functional device can connect the module housing of the master module and the at least one slave module and receive the interconnection device, the number of modules during assembly of the energy storage device is reduced and thus the assembly effort is reduced. This solves the underlying task.
Indem
- • die Steuereinrichtung, vorzugsweise gemeinsam mit der Signalübertragungseinrichtung, zur Steuerung sämtlicher Energiespeichereinrichtungen der Energiespeichervorrichtung ausgestaltet ist, und
- • die Verschaltungseinrichtung die Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen des wenigstens einen Slave-Moduls mit den Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls ermöglicht, und
- • die erste Funktionseinrichtung die mehreren Modulgehäuse miteinander mechanisch verbinden kann,
- The control device, preferably together with the signal transmission device, is designed to control all the energy storage devices of the energy storage device, and
- • The interconnection device enables the interconnection of the energy storage devices of the at least one slave module with the energy storage devices of the master module, and
- The first functional device can mechanically connect the several module housings to one another,
So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.This solves the underlying task.
Unter einer Energiespeichervorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise der Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie dient, welche vorzugsweise der Aufnahme elektrische Energie dient, welche vorzugsweise der Bereitstellung elektrischer Energie dient.Under an energy storage device in the context of the invention is a device to understand, which is preferably the supply of an electrical load with electrical energy serves, which preferably serves to receive electrical energy, which preferably serves to provide electrical energy.
Unter einem Slave-Modul im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Baugruppe zu verstehen, welche der Bereitstellung elektrischer Energie dient. Dazu weist das Slave-Modul wenigstens zwei, miteinander verschaltbare, Energiespeichereinrichtungen auf, welche in einem ersten Modulgehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen miteinander mechanisch und/oder elektrisch verbindbar, zur Ausbildung einer Zellanordnung.A slave module in the sense of the invention is preferably to be understood as meaning an assembly which serves to provide electrical energy. For this purpose, the slave module has at least two interconnected, energy storage devices, which are arranged in a first module housing. Preferably, the at least two energy storage devices are mechanically and / or electrically connectable to each other, to form a cell assembly.
Unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Einrichtung zu verstehen, welche der, vorzugsweise umkehrbaren, Wandlung chemischer Energie in elektrische Energie dient. Nachfolgend wird die elektrochemische Energiespeicherrichtung auch Sekundärzelle genannt. Dazu weist die Energiespeichereinrichtung eine elektrochemische Elektrodenbaugruppe und wenigstens zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität auf. Die Elektrodenbaugruppe dient der, vorzugsweise umkehrbaren, Wandlung von chemischer Energie in elektrische Energie. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppe Lithium und/oder Lithium-Ionen auf. Die Elektrodenbaugruppe ist wenigstens teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, von einer Einhausung umgeben, welche einem Austausch von Stoffen zwischen der Elektrodenbaugruppe und der Umgebung entgegenwirken kann. Die beiden Stromableiter sind mit Elektroden unterschiedlicher Polarität der Elektrodenbaugruppe elektrisch leitend, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden. Die Stromableiter erstrecken sich abschnittsweise aus der Einhausung in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung. An den Stromableitern ist die Spannung der Elektrodenbaugruppe abgreifbar. Vorzugsweise ist die Elektrodenbaugruppe als Elektrodenstapel oder als Elektrodenwickel oder als Elektrodenflachwickel ausgebildet. Vorzugsweise ist die Einhausung mit einer Verbundfolie und/oder mit wenigstens einem Gehäuseformteil ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Einhausung mit zwei miteinander verbindbaren Gehäuseformteilen ausgebildet. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Energiespeichereinrichtung im Wesentlichen quaderförmig oder zylindrisch ausgebildet.An electrochemical energy storage device in the context of the invention preferably means a device which serves to convert, preferably reversible, chemical energy into electrical energy. Subsequently, the electrochemical energy storage direction is also called secondary cell. For this purpose, the energy storage device has an electrochemical electrode assembly and at least two current conductors of different polarity. The electrode assembly serves the, preferably reversible, conversion of chemical energy into electrical energy. Preferably, the electrode assembly comprises lithium and / or lithium ions. The electrode assembly is at least partially, preferably substantially completely, surrounded by an enclosure which can counteract an exchange of substances between the electrode assembly and the environment. The two current conductors are connected to electrodes of different polarity of the electrode assembly electrically conductive, preferably cohesively. The current conductors extend in sections from the enclosure in the environment of the energy storage device. At the current conductors, the voltage of the electrode assembly can be tapped. The electrode assembly is preferably designed as an electrode stack or as an electrode winding or as an electrode flat winding. Preferably, the housing is formed with a composite film and / or with at least one housing molding. Particularly preferably, the housing is formed with two housing parts which can be connected to one another. Preferably, the at least one energy storage device is substantially cuboidal or cylindrical.
Vorliegend weisen die vorzugsweise quaderförmigen Energiespeichereinrichtungen je eine erste Kantenlänge k1 auf, welche in Stapelrichtung gemessen wird oder der geringsten Kantenlänge der im Wesentlichen quaderförmig ausgebildeten Energiespeichereinrichtungen entspricht. So entspricht die Summe der ersten Kantenlänge der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung im Wesentlichen der Länge der Zellanordnung in Stapelrichtung.In the present case, the preferably parallelepiped-shaped energy storage devices each have a first edge length k1, which is measured in the stacking direction or corresponds to the smallest edge length of the substantially parallelepiped-shaped energy storage devices. Thus, the sum of the first edge length of the energy storage devices of the cell arrangement substantially corresponds to the length of the cell arrangement in the stacking direction.
Unter einem Master-Modul im Sinne der Erfindung ist eine Baugruppe zu verstehen, welche vorzugsweise der Bereitstellung elektrischer Energie dient, welche vorzugsweise dem Betrieb der Energiespeichereinrichtungen des Slave-Moduls dient. Dazu weist das Master-Modul, neben wenigstens zwei, miteinander verschaltbaren, Energiespeichereinrichtungen, auch die Steuereinrichtung und diese zwei Vorrichtungsanschlüsse unterschiedlicher elektrischer Polarität auf. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen miteinander mechanisch und/oder elektrisch verbindbar, zur Ausbildung einer Zellanordnung.A master module in the sense of the invention is to be understood as meaning an assembly which preferably serves to provide electrical energy, which preferably serves to operate the energy storage devices of the slave module. For this purpose, the master module, in addition to at least two interconnected, energy storage devices, and the control device and these two device ports of different electrical polarity. Preferably, the at least two energy storage devices are mechanically and / or electrically connectable to each other, to form a cell assembly.
Unter einer Steuereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise zum Laden und/oder Entladen der Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls und des wenigstens einen Slave-Moduls dient, welche vorzugsweise der Verarbeitung wenigstens eines erfassten physikalischen Parameters wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen dient. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung als integrierte Schaltung ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung aus wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls mit Energie versorgbar. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung innerhalb des zweiten Modulgehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Schaltelements der Energiespeichervorrichtung ausgestaltet.A control device in the sense of the invention means a device which preferably serves for charging and / or discharging the energy storage devices of the master module and the at least one slave module, which preferably serves to process at least one detected physical parameter of at least one of these energy storage devices , Preferably, the control device is designed as an integrated circuit. Preferably, the control device from at least one of the energy storage devices of the master module can be supplied with energy. Preferably, the control device is arranged within the second module housing. Preferably, the control device is designed to control a switching element of the energy storage device.
Unter einem physikalischen Parameter im Sinne der Erfindung ist eine Kenngröße bzw. charakteristische Eigenschaft einer der Energiespeichereinrichtungen oder der Zellanordnung zu verstehen, welche vorzugsweise
- • einen Rückschluss auf einen erwünschten Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung bzw. deren Elektrodenbaugruppe ermöglicht, und/oder
- • einen Rückschluss auf einen ungeplanten bzw. unerwünschten Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung bzw. deren Elektrodenbaugruppe ermöglicht, und/oder
- • durch einen Messfühler feststellbar ist, wobei der Messfühler zumindest zeitweise ein Signal zur Verfügung stellen kann, vorzugsweise eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, welche(r) besonders bevorzugt proportional zu dem erfassten physikalischen Parameter ist, und/oder
- • von einer Steuereinrichtung verarbeitet werden kann, vorzugsweise mit einem Zielwert verknüpft werden kann, vorzugsweise mit einem anderen der erfassten physikalischen Parameter verknüpft werden kann, und/oder
- • Aufschluss ermöglicht über die Zellspannung, den Zellstrom, die Zelltemperatur, den Innendruck der Zelle, die Integrität, das Freiwerden einer Substanz aus der Elektrodenbaugruppe, das Vorliegen einer Fremdsubstanz vorzugsweise aus der Umgebung der Energiespeichereinrichtung und/oder den Ladezustand, und/oder
- • eine Überführung der Energiespeichereinrichtung in einen anderen Betriebszustand nahe legen kann.
- • allows a conclusion to a desired operating state of the energy storage device or its electrode assembly, and / or
- • makes it possible to draw conclusions about an unplanned or undesired operating state of the energy storage device or its electrode assembly, and / or
- • can be detected by a sensor, wherein the sensor can at least temporarily provide a signal, preferably an electrical voltage or an electric current, which (r) is particularly preferably proportional to the detected physical parameter, and / or
- • can be processed by a control device, preferably can be linked to a target value, preferably linked to another of the detected physical parameters, and / or
- Digestion allows for cell voltage, cell current, cell temperature, cell internal pressure, integrity, and the release of a cell Substance from the electrode assembly, the presence of a foreign substance, preferably from the environment of the energy storage device and / or the state of charge, and / or
- • suggest a transfer of the energy storage device to another operating state.
Vorzugsweise ist der Messfühler ausgestaltet als: Spannungsfühler, Stromfühler, Temperaturfühler bzw. Thermoelement, Drucksensor, Sensor für einen chemischen Stoff, nachfolgend „Stoffsensor” genannt, Gassensor, Flüssigkeitssensor, Lagesensor oder Beschleunigungssensor, wobei die Sensoren bzw. Fühler vorzugsweise der Erfassung von Betriebsparametern der Sekundärzelle, vorzugsweise der Elektrodenbaugruppe dienen.Preferably, the sensor is designed as: voltage sensor, current sensor, temperature sensor or thermocouple, pressure sensor, sensor for a chemical substance, hereinafter referred to as "substance sensor", gas sensor, liquid sensor, position sensor or acceleration sensor, the sensors or sensors preferably the detection of operating parameters of Secondary cell, preferably serve the electrode assembly.
Unter den Vorrichtungsanschlüssen im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise der wenigstens mittelbaren elektrischen Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher dient, welche vorzugsweise zur Bereitstellung der elektrischen Spannung der Energiespeichereinrichtungen der Energiespeichervorrichtung dient. Vorzugsweise sind die Vorrichtungsanschlüsse jeweils zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung mit einer unabhängigen Stromleiteinrichtung ausgestaltet. Vorzugsweise erstrecken sich die Vorrichtungsanschlüsse wenigstens abschnittsweise aus dem zweiten Modulgehäuse in die Umgebung.The device connections in the sense of the invention means a device which preferably serves the at least indirect electrical connection to an electrical load, which preferably serves to provide the electrical voltage of the energy storage devices of the energy storage device. Preferably, the device connections are each designed for electrical and / or mechanical connection to an independent current conducting device. The device connections preferably extend at least in sections from the second module housing into the environment.
Unter der Signalübertragungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise zum Übertragen von Steuerbefehlen von der Steuereinrichtung an das wenigstens eine Slave-Modul dient, welche vorzugsweise zum Übertragen von erfassten physikalischen Parametern von dem wenigstens einen Slave-Modul an die Steuereinrichtung dient, welche vorzugsweise zum Übertragen von Zustandsmeldungen und/oder von Fortschrittsmeldungen betreffend den Betrieb des wenigstens einen Slave-Moduls dient. Vorzugsweise ist die Signalübertragungseinrichtung mit wenigstens zwei elektrischen Leitern ausgebildet, besonders bevorzugt als Signal. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Signalübertragungseinrichtung wenigstens abschnittsweise aus dem zweiten Modulgehäuse in die Umgebung. Alternativ ist die Signalübertragungseinrichtung mit mehreren elektromagnetischen Kommunikationselementen für drahtlose Signalübertragung ausgestaltet.The signal transmission device in the sense of the invention means a device which preferably serves to transmit control commands from the control device to the at least one slave module, which preferably serves to transmit detected physical parameters from the at least one slave module to the control device which preferably serves to transmit status messages and / or progress messages concerning the operation of the at least one slave module. Preferably, the signal transmission device is formed with at least two electrical conductors, particularly preferably as a signal. Particularly preferably, the signal transmission device extends at least in sections from the second module housing into the environment. Alternatively, the signal transmission device is configured with a plurality of electromagnetic communication elements for wireless signal transmission.
Unter einer ersten Funktionseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise der mechanischen Verbindung des zweiten Modulgehäuses mit wenigstens einem der ersten Modulgehäuse dient, welche vorzugsweise zum Aufnehmen der Verschaltungseinrichtung und der Signalübertragungseinrichtung dient, welche vorzugsweise zum Abstützen der Verschaltungseinrichtung und der Signalübertragungseinrichtung dient.A first functional device in the sense of the invention means a device which preferably serves the mechanical connection of the second module housing with at least one of the first module housing, which preferably serves to receive the interconnection device and the signal transmission device, which preferably supports the interconnection device and the signal transmission device serves.
Unter einer Zellanordnung im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Anordnung zu verstehen, welche mehrere verschaltete, vorzugsweise in Reihe, elektrochemische Energiespeichereinrichtungen bzw. Sekundärzellen aufweist, welche der Bereitstellung elektrischer Energie dient, welche Teil des Master-Moduls oder des wenigstens einen Slave-Moduls ist. Vorzugsweise wenn die Energiespeichereinrichtungen im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind, dann können die Energiespeichereinrichtungen einander berührend im Wesentlichen zu einem Quader zusammengestellt bzw. zu der Zellanordnung gestapelt sein. Vorliegend wird die Längsachse der Zellanordnung bzw. Anordnungslängsachse, entlang welcher dem Quader bzw. der Zellanordnung weitere dieser Energiespeichereinrichtungen hinzugefügt werden können, Stapelrichtung genannt. Vorzugsweise wenn die Energiespeichereinrichtungen mit einem im Wesentlichen zylindrischen Elektrodenwickel ausgebildet sind, dann können jeweils drei Längsachsen dieser Elektrodenwickel entsprechend einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Energiespeichereinrichtungen innerhalb der Zellanordnung in Reihe geschaltet. Vorzugsweise weist das Master-Modul und/oder wenigstens eines oder mehrere dieser Slave-Module je eine dieser Zellanordnungen auf.A cell arrangement in the sense of the invention is preferably to be understood as an arrangement which has a plurality of interconnected, preferably in series, electrochemical energy storage devices or secondary cells which serve to provide electrical energy which is part of the master module or of the at least one slave module , Preferably, when the energy storage devices are formed substantially parallelepiped, then the energy storage devices can be arranged touching each other substantially to a cuboid or stacked to the cell assembly. In the present case, the longitudinal axis of the cell arrangement or arrangement longitudinal axis, along which the cuboid or the cell arrangement more of these energy storage devices can be added, called stacking direction. Preferably, when the energy storage devices are formed with a substantially cylindrical electrode winding, then each of three longitudinal axes of these electrode coils can be arranged according to an equilateral triangle. Preferably, the energy storage devices are connected in series within the cell array. Preferably, the master module and / or at least one or more of these slave modules each have one of these cell arrangements.
Unter einer fünften Fluidführungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise zur Führung eines unabhängigen Temperierfluids dient, welche vorzugsweise dem Austausch des Temperierfluids mit wenigstens einem der Slave-Module dient, welche vorzugsweise dem Austausch des Temperierfluids mit dem Master-Modul dient. Die fünfte Fluidführungseinrichtung weist wenigstens einen, zwei oder mehrere Fluidkanäle zur Führung des Temperierfluids auf. Vorzugsweise ist die fünfte Fluidführungseinrichtung mit wenigstens einer Rohrleitung ausgebildet. Besonders bevorzugt dient wenigstens eine der Rohrleitungen der Zufuhr des Temperierfluids zu dem Master-Modul und/oder dem wenigstens einen Slave-Modul und wenigstens eine weitere der Rohrleitungen der Abfuhr des Temperierfluids aus dem Master-Modul und/oder dem wenigstens einen Slave-Modul. Vorzugsweise weist die fünfte Fluidführungseinrichtung für das Master-Modul und für jedes der Slave-Module einen ansteuerbares, umkehrbar schließbares Ventil zur Begrenzung des Fluidstroms durch das jeweilige Modul auf.A fifth fluid guiding device in the sense of the invention means a device which preferably serves to guide an independent tempering fluid, which preferably serves to exchange the tempering fluid with at least one of the slave modules, which preferably serves to exchange the tempering fluid with the master module , The fifth fluid guiding device has at least one, two or more fluid channels for guiding the tempering fluid. Preferably, the fifth fluid guiding device is formed with at least one pipeline. Particularly preferably, at least one of the pipes serves for the supply of the tempering fluid to the master module and / or the at least one slave module and at least one further of the pipes for the removal of the tempering fluid from the master module and / or the at least one slave module. The fifth fluid guiding device for the master module and for each of the slave modules preferably has a controllable, reversibly closable valve for limiting the fluid flow through the respective module.
Unter einer Temperiereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise ausgestaltet ist zur Abfuhr von Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung aus einer oder mehreren der Energiespeichereinrichtungen, mit welchen die Temperiereinrichtung wärmeleitend verbunden ist, vorzugsweise wenn eine Temperatur der Energiespeichereinrichtung eine zulässige Maximaltemperatur überschreitet. Die Temperiereinrichtung dient vorzugsweise der Aufnahme von Kräften, welche sich aus der Masse der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und deren Beschleunigungen während des Betriebs ergeben. Gemeinsam bilden die Mantelfläche der Grundplatte und die Mantelfläche der wenigstens einen ersten Fluidführungseinrichtung, welche jeweils den Energiespeichereinrichtungen zugewandt sind, die sogenannte Wärmetauschfläche der Temperiereinrichtung. Vorzugsweise weist die Temperiereinrichtung, vorzugsweise deren Grundplatte oder ersten Fluidführungseinrichtung, wenigstens eine Ausnehmung, vorzugsweise mit Innengewinde, oder einen Vorsprung, vorzugsweise mit Außengewinde, zum Eingriff mit einem mechanischen Verbindungsmittel auf, welches der Fixierung der Temperiereinrichtung in einem der Modulgehäuse dient.Under a tempering in the context of the invention is a device to understand, which is preferably designed to dissipate heat energy or heat output from one or a plurality of the energy storage devices, with which the tempering is thermally conductively connected, preferably when a temperature of the energy storage device exceeds an allowable maximum temperature. The tempering device is preferably used to absorb forces that result from the mass of the at least one energy storage device and their accelerations during operation. Together, the lateral surface of the base plate and the lateral surface of the at least one first fluid guide device, which respectively face the energy storage devices, form the so-called heat exchange surface of the tempering device. Preferably, the tempering device, preferably its base plate or first fluid guiding device, at least one recess, preferably with internal thread, or a projection, preferably with external thread, for engagement with a mechanical connection means, which serves to fix the tempering in one of the module housing.
Unter einer Grundplatte im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise dem Wärmetausch mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen dient. Die Grundplatte dient vorzugsweise der Aufnahme von Kräften, welche sich aus der Masse der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung und deren Beschleunigungen während des Betriebs ergeben. Die Grundplatte erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende mit einer, vorzugsweise im Wesentlichen rechteckigen, Plattenquerschnittsfläche in Richtung eines dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende. Die Grundplatte ist von einem, vorzugsweise vorgefertigten, im Wesentlichen plattenförmigen ersten Rohling ablängbar. Der erste Rohling weist wenigstens zwei Fluidkanäle zur Führung eines Temperierfluids auf, wobei die wenigstens zwei Fluidkanäle sich wenigstens abschnittsweise durch den ersten Rohling bzw. die Grundplatte erstrecken. Vorzugsweise ist der erste Rohling als Stranggussprofil ausgebildet oder von einem Stranggussprofil mit einer vorbestimmten Länge abgelängt. Vorzugsweise ist die Grundplatte bzw. der erste Rohling mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Grundplatte im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Vorzugsweise erstrecken sich die wenigstens zwei Fluidkanäle im Wesentlichen geradlinig durch die Grundplatte, besonders bevorzugt zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Grundplatte. Vorzugsweise sind Öffnungen zu den Fluidkanälen in gegenüberliegenden Mantelflächen der Grundplatte angeordnet, besonders bevorzugt in gegenüberliegenden kleinsten Mantelflächen der im Wesentlichen quaderförmigen Grundplatte.Under a base plate according to the invention is a device to understand, which preferably serves the heat exchange with at least one of the energy storage devices. The base plate is preferably used to absorb forces resulting from the mass of the at least one energy storage device and their accelerations during operation. The base plate extends from a first end with a, preferably substantially rectangular, plate cross-sectional area in the direction of a second end opposite the first end. The base plate can be cut to length from a, preferably prefabricated, substantially plate-shaped first blank. The first blank has at least two fluid channels for guiding a tempering fluid, wherein the at least two fluid channels extend at least in sections through the first blank or the base plate. Preferably, the first blank is formed as a continuous casting profile or cut to length from a continuous casting profile with a predetermined length. Preferably, the base plate or the first blank is formed with aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the base plate is formed substantially cuboid. Preferably, the at least two fluid channels extend substantially rectilinearly through the base plate, more preferably between the first end and the second end of the base plate. Preferably, openings are arranged to the fluid channels in opposite lateral surfaces of the base plate, particularly preferably in opposite smallest lateral surfaces of the substantially cuboid base plate.
Unter einer ersten Fluidführungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise zur Führung eines unabhängigen Temperierfluids dient. Die erste Fluidführungseinrichtung ist mit der Grundplatte wärmeleitend, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar, vorzugsweise mit dem ersten Ende der Grundplatte, besonders bevorzugt mit dem zweiten Ende der Grundplatte. Die erste Fluidführungseinrichtung weist einen dritten Fluidkanal auf, welcher zum Austausch des Temperierfluids mit wenigstens einem der Fluidkanäle der Grundplatte dient. Vorzugsweise entspricht wenigstens eine Öffnung, vorzugsweise deren Gestalt und/oder deren Größe, des dritten Fluidkanals einer der Öffnungen eines der Fluidkanäle der Grundplatte. Vorzugsweise dient der dritte Fluidkanal zur Führung des Temperierfluids aus dem ersten Fluidkanal der Grundplatte in einen zweiten Fluidkanal derselben Grundplatte. Die erste Fluidführungseinrichtung ist wärmeleitend mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen verbindbar, vorzugsweise mit der ersten oder dritten Energiespeichereinrichtung. Vorzugsweise ist die erste Fluidführungseinrichtung mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Vorzugsweise ist die erste Fluidführungseinrichtung im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind Öffnungen zu dem dritten Fluidkanal in derselben Mantelfläche der im Wesentlichen quaderförmigen ersten Fluidführungseinrichtung angeordnet, wobei besonders bevorzugt diese Mantelfläche der Grundplatte zugewandt ist. Vorzugsweise ist eine, vorzugsweise im Wesentlichen rechteckige, Querschnittfläche der ersten Fluidführungseinrichtung kleiner oder gleich der Plattenquerschnittsfläche. Vorzugsweise ist die erste Fluidführungseinrichtung ausgestaltet zur wärmeleitenden Verbindung bzw. zum Wärmetausch mit der dritten Energiespeichereinrichtung.A first fluid guiding device in the sense of the invention means a device which preferably serves to guide an independent tempering fluid. The first fluid guiding device is thermally conductive with the base plate, preferably cohesively, connectable, preferably with the first end of the base plate, more preferably with the second end of the base plate. The first fluid guiding device has a third fluid channel, which serves to exchange the tempering fluid with at least one of the fluid channels of the base plate. Preferably, at least one opening, preferably its shape and / or its size, of the third fluid channel corresponds to one of the openings of one of the fluid channels of the base plate. Preferably, the third fluid channel serves to guide the tempering fluid from the first fluid channel of the base plate into a second fluid channel of the same base plate. The first fluid guiding device is thermally conductively connectable to at least one of the energy storage devices, preferably with the first or third energy storage device. Preferably, the first fluid guide device is formed with aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the first fluid guide device is formed substantially cuboid. Preferably, openings are arranged to the third fluid channel in the same lateral surface of the substantially cuboid-shaped first fluid guide means, wherein this lateral surface particularly preferably faces the base plate. Preferably, a, preferably substantially rectangular, cross-sectional area of the first fluid guiding device is smaller than or equal to the plate cross-sectional area. Preferably, the first fluid guide device is configured for heat-conducting connection or for heat exchange with the third energy storage device.
Unter einer Verbindungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche vorzugsweise der Übertragung von Massenkräften zwischen der Grundplatte und der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung dient vorzugsweise der Übertragung von Massenkräften zwischen der wenigstens einen ersten Fluidführungseinrichtung und der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung dient. Die Verbindungseinrichtung ist ausgestaltet, mit der Grundplatte, vorzugsweise mit der wenigstens einen ersten Fluidführungseinrichtung, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden zu werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Verbindungseinrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse eines der Fluidkanäle der Grundplatte bzw. im Wesentlichen parallel zu einer der langen Begrenzungskanten der im Wesentlichen quaderförmigen Grundplatte. Die Verbindungseinrichtung ist von einem, vorzugsweise vorgefertigten, zweiten Rohling ablängbar, welcher mehrere, entsprechend einem vorbestimmten Rastermaß zueinander angeordnete, erste Verbindungsmittel aufweist zur mechanischen Verbindung mit einer oder mehrerer dieser Energiespeichereinrichtungen. Das vorbestimmte Rastermaß ist an die erste Kantenlänge angepasst. Vorzugsweise entspricht das vorbestimmte Rastermaß im Wesentlichen der ersten Kantenlänge. Vorzugsweise ist der zweite Rohling bzw. die Verbindungseinrichtung mit einem Polymerwerkstoff ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der zweite Rohling als Spritzgussteil ausgebildet.A connection device in the sense of the invention means a device which preferably serves to transmit mass forces between the base plate and the at least one energy storage device, preferably to transmit mass forces between the at least one first fluid guidance device and the at least one energy storage device. The connecting device is designed to be connected to the baseplate, preferably to the at least one first fluid-guiding device, preferably in a material-locking manner. Preferably, the connecting device extends substantially parallel to the longitudinal axis of one of the fluid channels of the base plate or substantially parallel to one of the long boundary edges of the substantially cuboid base plate. The connecting device can be cut to length from a, preferably prefabricated, second blank, which has a plurality of first connecting means arranged corresponding to a predetermined spacing relative to one another for mechanical connection to one or more of these Energy storage devices. The predetermined pitch is adapted to the first edge length. Preferably, the predetermined pitch substantially corresponds to the first edge length. Preferably, the second blank or the connecting device is formed with a polymer material. Particularly preferably, the second blank is formed as an injection molded part.
Unter einem Rahmen ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche mit jeweils vier, im Wesentlichen stabförmigen, Rahmenelementen bzw. Stützelementen und einem im Wesentlichen quaderförmigen Aufnahmeraum ausgebildet ist. Die Rahmenelemente bzw. Stützelemente umgeben den Aufnahmeraum wenigstens abschnittweise. Der Aufnahmeraum ist zur wenigstens abschnittsweisen Aufnahme wenigstens einer Baugruppe der Energiespeichervorrichtung ausgestaltet. Die vier Rahmenelemente bzw. Stützelemente sind entsprechend den Seiten eines Rechtecks angeordnet und an den Ecken dieses Rechtecks miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden. Die derart miteinander verbundenen Rahmenelemente bzw. Stützelemente begrenzen den Aufnahmeraum gegenüber der Umgebung des Rahmens. Vorzugsweise weist der Rahmen mehrere dieser Aufnahmeräume und mehr als vier dieser Rahmenelemente bzw. Stützelemente auf.In the context of the invention, a frame is to be understood in particular to mean a device which is designed with four, substantially rod-shaped, frame elements or support elements and a substantially parallelepiped-shaped receiving space. The frame elements or support elements surround the receiving space at least in sections. The receiving space is designed for at least partially receiving at least one assembly of the energy storage device. The four frame elements or support elements are arranged corresponding to the sides of a rectangle and connected to each other in particular cohesively at the corners of this rectangle. The thus interconnected frame members or support members limit the receiving space relative to the environment of the frame. Preferably, the frame has a plurality of these receiving spaces and more than four of these frame elements or support elements.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist wenigstens eines oder mehrere dieser Modulgehäuse jeweils ein, vorzugsweise rohrförmiges, Gehäusemittelteil auf, welches sich im Wesentlichen rohrförmig entlang einer Gehäuselängsachse erstreckt, welches der Aufnahme wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen dient, wobei das Gehäusemittelteil aufweist: einen Gehäusemantel, welcher sich entlang der Gehäuselängsachse erstreckt, welcher einen, vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmigen, Aufnahmeraum wenigstens abschnittsweise gegenüber der Umgebung des Modulgehäuses begrenzen kann, wobei der Aufnahmeraum zur Aufnahme wenigstens einer, vorzugsweise sämtlicher, der Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls oder des wenigstens einen Slave-Moduls ausgestaltet ist, wenigstens eine, vorzugsweise im Wesentlichen rechteckige, Gehäuseöffnung, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Gehäuselängsachse angeordnet ist, wobei der Aufnahmeraum durch die Gehäuseöffnung zugänglich ist, wenigstens eine Befestigungsausnehmung zur Aufnahme wenigstens eines unabhängigen Befestigungselements, wobei die Befestigungsausnehmung an oder in dem Gehäusemantel angeordnet ist.According to a preferred development, at least one or more of these module housings each have a, preferably tubular, housing middle part, which extends substantially tubular along a housing longitudinal axis, which serves to receive at least one of the energy storage devices, wherein the housing middle part comprises: a housing jacket, which extends along the housing longitudinal axis extending, which can limit a, preferably substantially cuboid, receiving space at least partially relative to the environment of the module housing, wherein the receiving space for receiving at least one, preferably all, the energy storage devices of the master module or the at least one slave module is configured at least one, preferably substantially rectangular, housing opening, which is arranged substantially perpendicular to the housing longitudinal axis, wherein the receiving space zugän through the housing opening is equal, at least one mounting recess for receiving at least one independent fastener, wherein the mounting recess is arranged on or in the housing shell.
Das Gehäusemittelteil weist entlang der Gehäuselängsachse ein erstes Ende und gegenüberliegend ein zweites Ende auf. Das Gehäusemittelteil weist am ersten Ende eine erste Stirnfläche und am zweiten Ende eine zweite Stirnfläche auf, wobei diese Stirnflächen im Wesentlichen senkrecht zur Gehäuselängsachse angeordnet sind.The housing middle part has along the housing longitudinal axis a first end and opposite to a second end. The housing middle part has at the first end a first end face and at the second end a second end face, wherein these end faces are arranged substantially perpendicular to the housing longitudinal axis.
Das Gehäusemittelteil weist wenigstens eine oder mehrere Befestigungsausnehmungen auf, vorzugsweise jeweils ausgebildet mit einer Hinterschneidung, welche jeweils zur abschnittweisen Aufnahme wenigstens eines unabhängigen Befestigungselementes ausgestaltet sind. Die wenigstens eine Befestigungsausnehmung dient, vorzugsweise gemeinsam mit wenigstens einem der unabhängigen Befestigungselemente, der Befestigung des Modulgehäuses an seinem Bestimmungsort, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug. Die wenigstens eine Befestigungsausnehmung ist in einer Mantelfläche des Gehäusemittelteils angeordnet und der Umgebung zugewandt. Vorzugsweise erstreckt sich die wenigstens eine Befestigungsausnehmung wenigstens abschnittsweise entlang der Gehäuselängsachse. Vorzugsweise erstrecken sich zwei dieser Befestigungsausnehmungen im Wesentlichen parallel zur Gehäuselängsachse entlang gegenüberliegender Kanten derselben Mantelfläche des Gehäusemittelteils. Besonders bevorzugt weisen mehrere der Mantelflächen des Gehäusemittelteils je zwei dieser Befestigungsausnehmungen auf, welche sich im Wesentlichen parallel zur Gehäuselängsachse entlang gegenüberliegender Kanten derselben Mantelfläche des Gehäusemittelteils erstrecken.The housing middle part has at least one or more fastening recesses, preferably each formed with an undercut, which are each configured for receiving in sections at least one independent fastening element. The at least one fastening recess serves, preferably together with at least one of the independent fastening elements, for fastening the module housing at its destination, preferably in a motor vehicle. The at least one fastening recess is arranged in a lateral surface of the housing middle part and faces the environment. Preferably, the at least one fastening recess extends at least in sections along the housing longitudinal axis. Preferably, two of these fastening recesses extend substantially parallel to the housing longitudinal axis along opposite edges of the same lateral surface of the middle part of the housing. Particularly preferably, a plurality of the lateral surfaces of the housing middle part each have two of these fastening recesses, which extend substantially parallel to the housing longitudinal axis along opposite edges of the same lateral surface of the housing middle part.
Vorzugsweise ist das Gehäusemittelteil von einem Stranggussprofil ablängbar oder mit einer vorbestimmten Länge von dem Stranggussprofil abgelängt. Vorzugsweise ist die Länge des Gehäusemittelteils an die Länge der Zellanordnung des Master-Moduls oder des Slave-Moduls angepasst.Preferably, the middle part of the housing is cut to length from a continuous casting profile or cut to length from the continuous casting profile with a predetermined length. Preferably, the length of the middle part of the housing is adapted to the length of the cell arrangement of the master module or the slave module.
Vorzugsweise ist die Länge des Gehäusemittelteils größer oder gleich der Länge der Zellanordnung, wenn ein Gehäusedeckel zum Verschließen der Öffnung zum Aufnahmeraum ohne einen Hohlraum ausgebildet ist. Alternativ, das heißt wenn der Gehäusedeckel einen Hohlraum aufweist, welcher einen Abschnitt der Zellanordnung aufnehmen kann, dann ist die Länge des Gehäusemittelteil kleiner oder gleich der Länge der Zellanordnung. Vorzugsweise ist das Gehäusemittelteil mit Aluminium oder einer Legierung mit Aluminium ausgebildet.Preferably, the length of the housing middle part is greater than or equal to the length of the cell arrangement when a housing cover for closing the opening to the receiving space is formed without a cavity. Alternatively, that is, if the housing cover has a cavity which can accommodate a portion of the cell assembly, then the length of the housing middle portion is less than or equal to the length of the cell assembly. Preferably, the housing middle part is formed with aluminum or an alloy with aluminum.
Vorzugsweise weisen sowohl das zweite Modulgehäuse als auch wenigstens eines oder mehrere dieser ersten Modulgehäuse je eines dieser Gehäusemittelteile auf.Preferably, both the second module housing and at least one or more of these first module housing each have one of these housing middle parts.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass das Modulgehäuse mit wenig Aufwand, vorzugsweise kurzfristig, an Zellanordnungen mit unterschiedlich vielen Energiespeichereinrichtungen angepasst werden kann für möglichst geringen Raumbedarf am Bestimmungsort der Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise im Kraftfahrzeug, oder für möglichst geringen Materialverbrauch für das Modulgehäuse. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass das Modulgehäuse zur sichereren Befestigung der Energiespeichervorrichtung bei größerem Eigengewicht und/oder bei größeren Beschleunigungen während des Betriebs mit zahlreicheren Befestigungsausnehmungen ausgebildet und/oder mit zahlreicheren Befestigungselementen befestigt werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass das Modulgehäuse bzw. das Gehäusemittelteil mit einem vorgefertigten Ausgangsmaterial herstellbar ist.This preferred development offers the particular advantage that the module housing with little effort, preferably in the short term, to cell arrangements with different numbers Energy storage devices can be adapted for minimum space requirements at the destination of the energy storage device, preferably in the motor vehicle, or for the lowest possible material consumption for the module housing. This preferred development offers the particular advantage that the module housing can be designed to secure the energy storage device with greater weight and / or with larger accelerations during operation with numerous mounting recesses and / or can be fastened with more numerous fastening elements. This preferred development offers the particular advantage that the module housing or the middle part of the housing can be produced with a prefabricated starting material.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Weiterbildungen kombinierbar ist, ist die erste Funktionseinrichtung ausgestaltet, sich wenigstens abschnittsweise entlang wenigstens einer, vorzugsweise im Wesentlichem um wenigstens eine, der Gehäuseöffnungen wenigstens eines der Modulgehäuse zu erstrecken.According to a preferred development, which can advantageously be combined with one of the aforementioned preferred developments, the first functional device is configured to extend at least in sections along at least one, preferably substantially at least one, housing openings of at least one of the module housings.
Vorzugsweise ist die erste Funktionseinrichtung im Wesentlichen plattenförmig mit wenigstens einem Stützelement ausgebildet, wobei das wenigstens eine Stützelement ausgestaltet ist, sich wenigstens abschnittsweise entlang einer der Gehäuseöffnungen des ersten Modulgehäuses und wenigstens abschnittsweise entlang einer der Gehäuseöffnungen des zweiten Modulgehäuses zu erstrecken. Vorzugsweise liegt das wenigstens eine Stützelement an wenigstens einer Mantelfläche des Gehäusemantels und/oder an einer der Stirnfläche des Gehäusemittelteils an. Besonders bevorzugt liegt das wenigstens eine Stützelement an einer Mantelfläche des Gehäusemantels oder Stirnfläche eines ersten Gehäusemittelteils und/oder an einer Mantelfläche des Gehäusemantels oder Stirnfläche eines zweiten Gehäusemittelteils an.Preferably, the first functional device is formed substantially plate-shaped with at least one support element, wherein the at least one support element is configured to extend at least partially along one of the housing openings of the first module housing and at least partially along one of the housing openings of the second module housing. Preferably, the at least one support element abuts against at least one lateral surface of the housing jacket and / or on one of the end face of the housing middle part. Particularly preferably, the at least one support element bears against a jacket surface of the housing jacket or end face of a first housing middle part and / or on a jacket surface of the housing jacket or end face of a second housing middle part.
Vorzugsweise weist die erste Funktionseinrichtung, vorzugsweise deren wenigstens ein Stützelement, wenigstens eine Ausnehmung für ein kraftschlüssiges oder formschlüssiges Verbindungselement auf, vorzugsweise für ein lösbares mechanisches Verbindungselement, besonders bevorzugt für eine Schraubverbindung.Preferably, the first functional device, preferably the at least one support element, at least one recess for a non-positive or positive connection element, preferably for a releasable mechanical connection element, particularly preferably for a screw connection.
Vorzugsweise weist die erste Funktionseinrichtung wenigstens vier dieser Stützelemente auf, welche jeweils stabförmig ausgebildet sind, und zueinander entsprechend den Kanten eines Rechtsecks angeordnet sind. Die vier Stützelemente sind in den Ecken dieses Rechtecks miteinander vorzugsweise stoffschlüssig verbunden. Die vier Stützelemente bilden einen Rahmen, welcher einen im Wesentlichen quaderförmigen Hohlraum freilässt und diesen Hohlraum wenigstens abschnittsweise umgibt.Preferably, the first functional device has at least four of these support elements, which are each designed rod-shaped, and are arranged to each other according to the edges of a rectangle. The four support elements are connected together in the corners of this rectangle preferably cohesively. The four support elements form a frame, which leaves a substantially rectangular cavity and at least partially surrounds this cavity.
Vorzugsweise ist der Rahmen zur wenigstens abschnittsweisen Aufnahme, vorzugsweise eines der Enden, wenigstens eines, zwei oder mehrerer der Gehäusemäntel ausgestaltet.Preferably, the frame for at least partially receiving, preferably one of the ends, at least one, two or more of the housing shells configured.
Alternativ ist der Rahmen zur Berührung der ersten oder zweiten Stirnfläche wenigstens eines dieser Gehäusemittelteile ausbildet. Besonders bevorzugt ist der Rahmen zur wenigstens abschnittsweisen Überdeckung der ersten oder zweiten Stirnfläche wenigstens eines dieser Gehäusemittelteile ausgestaltet.Alternatively, the frame for contacting the first or second end face of at least one of these middle parts is formed. Particularly preferably, the frame is designed for at least partially covering the first or second end face of at least one of these middle parts of the housing.
Vorzugsweise weist die erste Funktionseinrichtung wenigstens fünf dieser Stützelemente auf, welche einen Rahmen mit zwei dieser Hohlräume bilden, umgeben, wobei eines dieser Stützelemente diese beiden Hohlräume voneinander beabstandet. Besonders bevorzugt weist das Stützelement zwischen diesen beiden Hohlräumen eine Ausnehmung zur Aufnahme der Verschaltungseinrichtung und/oder der Signalübertragungseinrichtung auf.Preferably, the first functional device on at least five of these support elements, which form a frame with two of these cavities, surrounded, wherein one of these support elements these two cavities spaced from each other. Particularly preferably, the support element between these two cavities on a recess for receiving the interconnection device and / or the signal transmission device.
Vorzugsweise weist die erste Funktionseinrichtung wenigstens sechs dieser Stützelemente auf, welche einen Rahmen mit drei dieser Hohlräume bilden, umgeben, wobei zwei dieser Stützelemente jeweils zwei dieser Hohlräume voneinander beabstanden.Preferably, the first functional device on at least six of these support elements, which form a frame with three of these cavities, surrounded, wherein two of these support elements each space two of these cavities from each other.
Vorzugsweise erstreckt sich die Verschaltungseinrichtung und/oder die Signalübertragungseinrichtung durch wenigstens einen dieser Hohlräume.Preferably, the interconnection device and / or the signal transmission device extends through at least one of these cavities.
Besonders bevorzugt weist die erste Funktionseinrichtung einen zweiten dieser Rahmen auf, wobei der erste Rahmen und der zweite Rahmen an gegenüberliegenden Enden bzw. Stirnflächen der Gehäusemittelteile angeordnet werden können.Particularly preferably, the first functional device has a second of these frames, wherein the first frame and the second frame can be arranged at opposite ends or end faces of the housing middle parts.
Vorzugsweise weist die erste Funktionseinrichtung zwei dieser Rahmen auf sowie besonders bevorzugte eine zwischen diesen Rahmen eingefügte Dichtung auf. Vorzugsweise weist der erste dieser beiden Rahmen eine Ausnehmung auf, welche dem zweiten dieser beiden Rahmen zugewandt ist, welche zur Aufnahme der Verschaltungseinrichtung und/oder der Signalübertragungseinrichtung vorgesehen ist. Nachdem der zweite dieser beiden Rahmen mit dem ersten dieser beiden Rahmen zusammengelegt ist, ist einer unerwünschten Verlagerung der Verschaltungseinrichtung und/oder der Signalübertragungseinrichtung aus dieser Ausnehmung heraus entgegengewirkt. Vorzugsweise ist diese Ausnehmung Teil eines dieser wenigstens fünf Stützelemente, welche den ersten dieser beiden Rahmen bilden.The first functional device preferably has two of these frames, as well as particularly preferred a seal inserted between these frames. Preferably, the first of these two frames has a recess, which faces the second of these two frames, which is provided for receiving the interconnection device and / or the signal transmission device. After the second of these two frames is combined with the first of these two frames, an undesired displacement of the interconnection device and / or the signal transmission device from this recess is counteracted. Preferably, this is Recess part of one of these at least five support elements, which form the first of these two frames.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der mechanische Zusammenhalt des Master-Moduls mit dem wenigstens einen Slave-Modul verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Aufnahme der Verschaltungseinrichtung und/oder der Signalübertragungseinrichtung, vorzugsweise in einem der Hohlräume der ersten Funktionseinrichtung, vereinfacht ist.This preferred development offers the particular advantage that the mechanical cohesion of the master module with the at least one slave module is improved. This preferred development offers the particular advantage that the inclusion of the interconnection device and / or the signal transmission device, preferably in one of the cavities of the first functional device, is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichereinrichtung bzw. wenigstens eines der Modulgehäuse wenigstens einen Gehäusedeckel auf, ausgestaltet zur lösbaren mechanischen Verbindung mit wenigstens einem der Gehäusemittelteile. Der Gehäusedeckel dient zum Verschließen wenigstens eines der Aufnahmeräume oder wenigstens einer der Gehäuseöffnungen. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Gehäusedeckel im Wesentlichen plattenförmig, besonders bevorzugt im Wesentlichen quaderförmig, ausgebildet. Vorzugsweise weist der wenigstens eine Gehäusedeckel wenigstens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines mechanischen Verbindungselements auf. Vorzugsweise ist diese Ausnehmung benachbart zu einer Ecke des Gehäusedeckels angeordnet.According to a preferred development, which can advantageously be combined with one of the aforementioned preferred developments, the energy storage device or at least one of the module housing has at least one housing cover designed for releasable mechanical connection with at least one of the housing middle parts. The housing cover is used to close at least one of the receiving spaces or at least one of the housing openings. Preferably, the at least one housing cover is substantially plate-shaped, particularly preferably substantially parallelepiped-shaped. Preferably, the at least one housing cover has at least one recess for receiving a mechanical connecting element. Preferably, this recess is arranged adjacent to a corner of the housing cover.
Vorzugsweise weist das Modulgehäuse wenigstens einen Gehäusedeckel auf, welcher zur lösbaren Verbindungen mit dem Gehäusemittelteil ausgestaltet ist. Der wenigstens eine Gehäusedeckel dient zum Verschließen einer Öffnung zum Aufnahmeraum, vorzugsweise nach dem die Elektrodenbaugruppe und die Temperiereinrichtung in den Aufnahmeraum eingesetzt sind. Vorzugsweise dient der wenigstens eine Gehäusedeckel als Sicherung gegen den unbeabsichtigten Austritt eines der unabhängigen Befestigungselemente aus einer der Befestigungsausnehmungen. Vorzugsweise weist der Gehäusedeckel mehrere Ausnehmungen vorzugsweise für Gewindestangen oder Schrauben zur Verbindung mit dem Gehäusemittelteil auf. Vorzugsweise weist der Gehäuseteildeckel in einer Mantelfläche, welche während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung dem Gehäusemittelteil zugewandt sein kann eine, vorzugsweise umlaufende, Nut zur Aufnahme einer Dichtung auf.Preferably, the module housing has at least one housing cover, which is designed for detachable connections to the housing middle part. The at least one housing cover is used to close an opening to the receiving space, preferably after the electrode assembly and the tempering are inserted into the receiving space. Preferably, the at least one housing cover serves as a safeguard against the unintentional escape of one of the independent fastening elements from one of the fastening recesses. Preferably, the housing cover has a plurality of recesses preferably for threaded rods or screws for connection to the housing middle part. Preferably, the housing part cover in a lateral surface, which may face the housing middle part during operation of the energy storage device, has a preferably circumferential groove for receiving a seal.
Vorzugsweise ist eine Dichtung zwischen einen der Gehäusedeckel und das Gehäusemittelteil eingefügt, wenn der Gehäusedeckel mit dem Gehäusemittelteil verbunden ist.Preferably, a seal between one of the housing cover and the housing middle part is inserted when the housing cover is connected to the housing middle part.
Vorzugsweise kann die erste Funktionseinrichtung zwischen das wenigstens eine Gehäusemittelteil und den wenigstens einen Gehäusedeckel eingefügt werden.Preferably, the first functional device can be inserted between the at least one housing middle part and the at least one housing cover.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass dasselbe Verbindungsmittels sowohl den Gehäusedeckel als auch die erste Funktionseinrichtung mit demselben Gehäusemittelsteil verbinden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Montage vereinfacht ist.This preferred development offers the particular advantage that the same connection means can connect both the housing cover and the first functional device with the same housing middle part. This preferred development offers the particular advantage that the assembly is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung eine Funktionsbaugruppe auf, welche für das Master-Modul bestimmt ist, welche vorgesehen ist, in das zweite Modulgehäuse eingesetzt zu werden, wobei die Funktionsbaugruppe wenigstens aufweist: einen dieser Gehäusedeckel, welcher zum Verschließen wenigstens eines der Aufnahmeräume, vorzugsweise wenigstens einer der Gehäuseöffnungen, mit wenigstens einem der Gehäusemittelteile, lösbar verbindbar ist, eine Elektronikbaugruppe, welche mit dem Gehäusedeckel verbindbar ist, welche die Steuereinrichtung und diese Vorrichtungsanschlüsse aufweist, welche vorzugsweise eine Messeinrichtung zum Erfassen eines physikalischen Parameters wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen aufweist, welche vorzugsweise eine Datenschnittstelle zum Austausch von Daten oder Messwerten zwischen der Steuereinrichtung und einer übergeordneten Steuerung aufweist.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned preferred developments, the energy storage device has a functional module which is intended for the master module, which is intended to be inserted into the second module housing, the functional module having at least: one of these housing cover, which for releasably closing at least one of the receiving spaces, preferably at least one of the housing openings, with at least one of the housing middle parts, an electronics assembly, which is connectable to the housing cover having the control device and these device ports, which preferably a measuring device for detecting a physical parameter of at least one of the energy storage devices, which preferably has a data interface for exchanging data or measured values between the control device and an over has a higher-level control.
Die Elektronikbaugruppe dient vorzugsweise dem Austausch elektrischer Energie mit der Zellanordnung, und vorzugsweise dem Austausch von Daten mit einer übergeordneten Steuerung.The electronics assembly is preferably for the exchange of electrical energy with the cell assembly, and preferably the exchange of data with a higher-level controller.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung aus der Zellanordnung mit elektrischer Energie versorgbar. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zur Ansteuerung wenigstens einer Schalteinrichtung ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit der Messeinrichtung signalverbunden, besonders bevorzugt zur Übermittlung von Befehlen an die Messeinrichtung und/oder zur Entgegennahme wenigstens eines erfassten physikalischen Parameters.Preferably, the control device from the cell assembly can be supplied with electrical energy. Preferably, the control device is designed to control at least one switching device. Preferably, the control device is signal-connected to the measuring device, particularly preferably for the transmission of commands to the measuring device and / or for receiving at least one detected physical parameter.
Vorzugsweise dient die Messeinrichtung zur Bereitstellung einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms, welcher besonders bevorzugt proportional zu dem erfassten physikalischen Parameter ist. Vorzugsweise dient die Messeinrichtung der sequentiellen Abfrage mehrerer Messfühler. Vorzugsweise leistet die Messeinrichtung die Bereitstellung erfasster Messwerte an die Steuereinrichtung. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung einstückig mit der Steuereinrichtung ausgebildet.Preferably, the measuring device serves to provide an electrical voltage and / or an electrical current, which is particularly preferably proportional to the detected physical parameter. Preferably, the measuring device of the sequential query multiple sensors used. The measuring device preferably provides the provision of acquired measured values to the control device. Preferably, the measuring device is formed integrally with the control device.
Vorzugsweise weist die Elektronikbaugruppe eine Datenschnittstelle auf, zum Austausch von Daten zwischen der Steuereinrichtung und einer übergeordneten Steuerung. Die Datenschnittstelle ist an einer Mantelfläche des Gehäusedeckels, welche der Umgebung der Energiespeichervorrichtung zugewandt ist, angeordnet. Vorzugsweise ist die Datenschnittstelle mit elektrischen Kontakten, wie Stiften oder Buchsen, welche aus der Umgebung der Energiespeichervorrichtung zugänglich sind, ausgestaltet oder als elektromagnetisches Kommunikationselement. Vorzugsweise ist die Datenschnittstelle mit der Steuereinrichtung signalverbunden. Im Sinne der Erfindung gelten Messwerte, Fortschrittsmeldungen, Fehlermeldungen und Steueranweisungen als Daten. The electronic module preferably has a data interface for exchanging data between the control device and a higher-level controller. The data interface is arranged on a lateral surface of the housing cover, which faces the surroundings of the energy storage device. Preferably, the data interface with electrical contacts, such as pins or sockets, which are accessible from the environment of the energy storage device, configured or as an electromagnetic communication element. The data interface is preferably signal-connected to the control device. For the purposes of the invention, measured values, progress messages, error messages and control instructions are used as data.
Vorzugsweise weist die Elektronikbaugruppe wenigstens eine, vorzugsweise ansteuerbare, Schalteinrichtung auf, wobei die Schalteinrichtung wenigstens zeitweise einen elektrischen Strom zwischen zwei der Energiespeichereinrichtungen oder zwischen der Zellanordnung und wenigstens einem der Vorrichtungsanschlüsse steuern, vorzugsweise begrenzen oder unterbrechen, kann. Im Sinne der Erfindung gelten eine Sicherung oder ein Schütz als Schalteinrichtung.Preferably, the electronic assembly has at least one, preferably controllable, switching device, wherein the switching device at least temporarily control an electrical current between two of the energy storage devices or between the cell assembly and at least one of the device ports, preferably limit or interrupt. For the purposes of the invention apply a fuse or a contactor as a switching device.
Vorzugsweise sind die Vorrichtungsanschlüsse an einer Mantelfläche des Gehäusedeckels, welche der Umgebung der Energiespeichervorrichtung zugewandt ist, und außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet. Vorzugsweise ist wenigstens eine Schalteinrichtung im Strompfad zwischen einem der Vorrichtungsanschlüsse und der Zellanordnung angeordnet. Vorzugsweise sind die Vorrichtungsanschlüsse in einem gegenüber der Umgebung isolierbaren Gehäuse angeordnet und zusammengefasst.The device connections are preferably arranged on a lateral surface of the housing cover, which faces the surroundings of the energy storage device, and outside the receiving space. Preferably, at least one switching device is arranged in the current path between one of the device connections and the cell arrangement. The device connections are preferably arranged and combined in a housing which can be insulated from the surroundings.
Vorzugsweise ist die Elektronikbaugruppe abschnittsweise von einem Baugruppengehäuse umgeben, wobei das Baugruppengehäuse mit einer Mantelfläche des Gehäusedeckels verbindbar ist, wobei diese Mantelfläche während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung der Zellanordnung zugewandt werden kann. Vorzugsweise kann das Baugruppengehäuse während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet werden. Vorzugsweise weist das Baugruppengehäuse eine Ausnehmung auf, durch welche einer dieser plattenförmigen Abschnitte der Stromschiene vorzugsweise in Richtung eines der Vorrichtungsanschlüsse geführt werden kann. Vorzugsweise dient das Baugruppengehäuse der elektrischen Isolierung der Elektrodenbaugruppe gegenüber dem Modulgehäuse, vorzugsweise gegenüber dem Gehäusemittelteil.Preferably, the electronic assembly is partially surrounded by a module housing, wherein the module housing is connectable to a lateral surface of the housing cover, said lateral surface can be facing during operation of the energy storage device of the cell assembly. Preferably, the package housing may be disposed within the receiving space during operation of the energy storage device. The module housing preferably has a recess through which one of these plate-shaped sections of the busbar can preferably be guided in the direction of one of the device connections. Preferably, the module housing of the electrical insulation of the electrode assembly relative to the module housing, preferably opposite the housing middle part.
Vorzugsweise weist der Gehäusedeckel mehrere Ausnehmungen vorzugsweise für Gewindestangen oder Schrauben zur Verbindung mit dem Gehäusemittelteil auf. Vorzugsweise weist der Gehäuseteildeckel in einer Mantelfläche, welche während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung dem Gehäusemittelteil zugewandt sein kann eine, vorzugsweise umlaufende, Nut zur Aufnahme einer Dichtung auf. Vorzugsweise ist der Gehäusedeckel im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Gehäusedeckel mit einem Polymer, mit Aluminium, oder mit einer Aluminiumlegierung ausgebildet.Preferably, the housing cover has a plurality of recesses preferably for threaded rods or screws for connection to the housing middle part. Preferably, the housing part cover in a lateral surface, which may face the housing middle part during operation of the energy storage device, has a preferably circumferential groove for receiving a seal. Preferably, the housing cover is formed substantially plate-shaped. Preferably, the housing cover is formed with a polymer, with aluminum, or with an aluminum alloy.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrischen Bauteile, welche zum Betrieb der Zellanordnung erforderlich sind, zeitlich unabhängig von der Herstellung der Energiespeichervorrichtung zusammengefasst werden können. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Funktionsbaugruppe mit den zum Betrieb der Zellanordnung erforderlichen elektrischen Bauteilen weitgehende unabhängig von der Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung vorbereitet werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die vorbereitete Funktionsbaugruppe die Herstellung der Energiespeichervorrichtung vereinfacht.This preferred development offers the particular advantage that the electrical components which are required for operating the cell arrangement, can be summarized temporally independent of the production of the energy storage device. This preferred development offers the particular advantage that the functional module can be prepared with the required for the operation of the cell assembly electrical components largely independent of the number of energy storage devices of the cell assembly. This preferred development offers the particular advantage that the prepared functional module simplifies the production of the energy storage device.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung auf eine fünfte Fluidführungseinrichtung, welche zur Durchführung eines Temperierfluids an das wenigstens Slave-Modul ausgestaltet ist, wobei die erste Funktionseinrichtung ausgestaltet ist zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, der fünften Fluidführungseinrichtung, und wenigstens ein oder zwei Anschlussstücke, welche jeweils zum Austausch des Temperierfluids zwischen der fünften Fluidführungseinrichtung und wenigstens einer unabhängigen Fluidleitung ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise das wenigstens eine Anschlussstück mit der Funktionsbaugruppe, besonders bevorzugt mit deren Gehäusedeckel, verbindbar ist.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned preferred developments, the energy storage device has a fifth fluid guiding device, which is designed to carry out a tempering fluid to the at least slave module, wherein the first functional device is configured for receiving, preferably for supporting , the fifth fluid guiding device, and at least one or two connecting pieces, each of which is designed for exchanging the tempering fluid between the fifth fluid guiding device and at least one independent fluid line, wherein preferably the at least one connecting piece with the functional assembly, particularly preferably with the housing cover, is connectable.
Vorzugsweise ist die fünfte Fluidführungseinrichtung zur Durchführung des Temperierfluids an wenigstens zwei dieser Slave-Module ausgestaltet. Vorzugsweise erstreckt sich die fünfte Fluidführungseinrichtung zwischen wenigstens einem dieser Anschlussstücke und wenigstens einem oder mehreren dieser Slave-Module.Preferably, the fifth fluid guiding device is designed to carry out the tempering fluid to at least two of these slave modules. Preferably, the fifth fluid guiding device extends between at least one of these connecting pieces and at least one or more of these slave modules.
Vorzugsweise ist die fünfte Fluidführungseinrichtung zur Durchführung des Temperierfluids an das Master-Modul ausgestaltet. Vorzugsweise erstreckt sich die fünfte Fluidführungseinrichtung zwischen wenigstens einem dieser Anschlussstücke und dem Master-Modul.Preferably, the fifth fluid guiding device is designed to carry out the tempering fluid to the master module. Preferably, the fifth fluid guiding device extends between at least one of these connecting pieces and the master module.
Vorzugsweise erstreckt sich die fünfte Fluidführungseinrichtung wenigstens abschnittsweise innerhalb der ersten Funktionseinrichtung, besonders bevorzugt durch wenigstens einen der Hohlräume der ersten Funktionseinrichtung.The fifth fluid guiding device preferably extends at least in sections within the first functional device, particularly preferably through at least one of the cavities of the first functional device.
Vorzugsweise weist die fünfte Fluidführungseinrichtung wenigstens einen, zwei oder mehrere Fluidkanäle zur Führung des Temperierfluids auf. Vorzugsweise ist die fünfte Fluidführungseinrichtung mit wenigstens einer Rohrleitung ausgebildet. Besonders bevorzugt dient wenigstens eine der Rohrleitungen der Zufuhr des Temperierfluids zu dem Master-Modul und/oder dem wenigstens einen Slave-Modul und wenigstens eine weitere der Rohrleitungen der Abfuhr des Temperierfluids aus dem Master-Modul und/oder dem wenigstens einen Slave-Modul. Vorzugsweise weist die fünfte Fluidführungseinrichtung für das Master-Modul und für jedes der Slave-Module einen ansteuerbares, umkehrbar schließbares Ventil zur Begrenzung des Fluidstroms durch das jeweilige Modul auf.Preferably, the fifth fluid guiding device has at least one, two or more fluid channels for guiding the tempering fluid. Preferably, the fifth fluid guiding device is formed with at least one pipeline. Particularly preferably, at least one of the pipes serves for the supply of the tempering fluid to the master module and / or the at least one slave module and at least one further of the pipes for the removal of the tempering fluid from the master module and / or the at least one slave module. The fifth fluid guiding device for the master module and for each of the slave modules preferably has a controllable, reversibly closable valve for limiting the fluid flow through the respective module.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Anschlussstück als im Wesentlichen rohrförmiger Stutzen oder als Schnellkupplung ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Funktionsbaugruppe zwei dieser Anschlussstücke auf, wobei das erste Anschlussstück zur fluidleitenden Verbindung mit einer unabhängigen Fluidzuleitung und das zweite Anschlussstück zur fluidleitenden Verbindung mit einer unabhängigen Fluidrückleitung ausgestaltet ist.Preferably, the at least one connecting piece is designed as a substantially tubular connecting piece or as a quick coupling. The functional module particularly preferably has two of these connecting pieces, wherein the first connecting piece is designed for fluid-conducting connection to an independent fluid supply line and the second connecting piece is designed for fluid-conducting connection to an independent fluid return line.
Indem das unabhängige Temperierfluid über die fünfte Fluidführungseinrichtung dem Master-Modul und/oder dem wenigstens einen Slave-Modul zugeführt werden kann, kann bei Bedarf Wärmeleistung bzw. Wärmeenergie aus wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen abgeführt werden. Indem Wärmeleistung bzw. Wärmeenergie aus wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen abgeführt werden kann, kann einer unerwünscht hohen Temperatur wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen begegnet werden. Indem einer unerwünscht hohen Temperatur wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen begegnet werden kann, kann unumkehrbaren chemischen Reaktionen innerhalb einer dieser Energiespeichereinrichtungen begegnet werden.By virtue of the fact that the independent tempering fluid can be supplied to the master module and / or the at least one slave module via the fifth fluid guiding device, heat output or heat energy can be removed from at least one of the energy storage devices if required. By dissipating heat output or heat energy from at least one of the energy storage devices, an undesirably high temperature of at least one of the energy storage devices can be counteracted. By counteracting an undesirably high temperature of at least one of the energy storage devices, irreversible chemical reactions within one of these energy storage devices may be encountered.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der Wärmetausch mit den Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Betriebsdauer der Energiespeichereinrichtungen verlängert ist.This preferred development offers the particular advantage that the heat exchange with the energy storage devices is simplified. This preferred development offers the particular advantage that the operating life of the energy storage devices is extended.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist das wenigstens eine Slave-Modul, und vorzugsweise das Master-Modul, eine Zellanordnung und eine Temperiereinrichtung auf.According to a preferred development, which can advantageously be combined with one of the aforementioned preferred developments, the at least one slave module, and preferably the master module, has a cell arrangement and a tempering device.
Die Zellanordnung weist wenigstens drei oder mehrere, miteinander verschaltbare, im Wesentlichen quaderförmige, elektrochemische Energiespeichereinrichtungen mit jeweils einer ersten Kantenlänge k1 auf. Die zweite Energiespeichereinrichtung ist zwischen der ersten und der dritten Energiespeichereinrichtung angeordnet.The cell arrangement has at least three or more interconnected, essentially parallelepipedal, electrochemical energy storage devices each having a first edge length k1. The second energy storage device is arranged between the first and the third energy storage device.
Weiter weist das wenigstens eine Slave-Modul, vorzugsweise das Master-Modul eine Temperiereinrichtung auf, welche zum Temperieren, vorzugsweise zum Halten, vorzugsweise die Energiespeichereinrichtungen, der Zellanordnung ausgestaltet ist.Furthermore, the at least one slave module, preferably the master module, has a tempering device which is designed for tempering, preferably for holding, preferably the energy storage devices, of the cell arrangement.
Die Temperiereinrichtung weist eine Grundplatte, welche von einem, vorzugsweise plattenförmigen, vorzugsweise quaderförmigen, ersten Rohling, vorzugsweise ausgebildet als Stranggussprofil, ablängbar ist. Die Grundplatte bzw. der erste Rohling weist wenigstens zwei Fluidkanäle zur Führung eines Temperierfluids auf. Die wenigstens zwei Fluidkanäle erstrecken sich wenigstens abschnittsweise durch die Grundplatte bzw. dem ersten Rohling, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer langen Begrenzungskante der im Wesentlichen quaderförmigen Grundplatte. Die Grundplatte ist mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise mit der zweiten Energiespeichereinrichtung, wärmeleitend verbindbar. Vorzugsweise weist die Grundplatte ein erstes Ende und diesem gegenüberliegend ein zweites Ende auf.The tempering device has a base plate, which can be cut to length from a first, preferably plate-shaped, preferably cuboidal, first blank, preferably formed as a continuous casting profile. The base plate or the first blank has at least two fluid channels for guiding a tempering fluid. The at least two fluid channels extend at least in sections through the base plate or the first blank, preferably substantially parallel to a long boundary edge of the substantially cuboid base plate. The base plate can be thermally conductively connected to at least one of the energy storage devices, preferably to the second energy storage device. Preferably, the base plate has a first end and a second end opposite thereto.
Die Temperiereinrichtung weist wenigstens eine, vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmige, erste Fluidführungseinrichtung auf, welche mit der Grundplatte wärmeleitend, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar ist, vorzugsweise mit dem zweiten Ende bzw. einer Mantelfläche der Grundplatte. Die erste Fluidführungseinrichtung ist mit wenigstens einem dritten Fluidkanal ausgebildet zum Austausch des Temperierfluids mit einem der Fluidkanäle, vorzugsweise zur Überführung des Temperierfluids aus dem ersten Fluidkanal in den zweiten Fluidkanal. Die wenigstens eine erste Fluidführungseinrichtung ist wenigstens mit der ersten oder der dritten Energiespeichereinrichtung wärmeleitend verbindbar.The tempering device has at least one, preferably substantially plate-shaped, first fluid guiding device, which is thermally conductive, preferably cohesively, connectable to the base plate, preferably with the second end or a lateral surface of the base plate. The first fluid guiding device is formed with at least one third fluid channel for exchanging the tempering fluid with one of the fluid channels, preferably for transferring the tempering fluid from the first fluid channel into the second fluid channel. The at least one first fluid guiding device can be thermally conductively connected at least to the first or the third energy storage device.
Die Temperiereinrichtung weist wenigstens eine oder zwei Verbindungseinrichtungen auf, welche mit der Grundplatte, vorzugsweise mit der wenigstens einen ersten Fluidführungseinrichtung, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar sind. Die wenigstens eine Verbindungseinrichtung ist von einem zweiten Rohling ablängbar. Die wenigstens eine Verbindungseinrichtung bzw. der zweite Rohling weist mehrere, mit einem vorbestimmten Rastermaß zueinander angeordnet, erste Verbindungsmittel auf zur, vorzugsweise lösbaren, mechanischen Verbindung mit wenigstens einer oder mehreren der Energiespeichereinrichtungen. Das vorbestimmte Rastermaß entspricht im Wesentlichen der ersten Kantenlänge k1 der Energiespeichereinrichtungen.The tempering device has at least one or two connecting devices, which are connectable to the base plate, preferably to the at least one first fluid guiding device, preferably materially. The at least one connecting device can be cut to length from a second blank. The at least one connecting device or the second blank has a plurality of, with a predetermined pitch arranged to each other, first connecting means for, preferably detachable, mechanical connection with at least one or more of the energy storage devices. The predetermined pitch substantially corresponds to the first edge length k1 of the energy storage devices.
Vorzugsweise entspricht die Länge der Temperiereinrichtung im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen der ersten Kantenlänge oder im Wesentlichen der Summe der ersten Kantenlänge der Energiespeichereinrichtungen oder die Länge der Temperiereinrichtung ist kleiner oder gleich der Länge der Zellanordnung.Preferably, the length of the tempering device substantially corresponds to an integer multiple of the first edge length or substantially the sum of the first edge length of the energy storage devices or the length of the tempering device is less than or equal to the length of the cell assembly.
Die Temperiereinrichtung ist ausgestaltet zur Abfuhr von Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung aus einer oder mehreren der Energiespeichereinrichtungen, mit welchen die Temperiereinrichtung wärmeleitend verbindbar ist, vorzugsweise wenn eine Temperatur der Energiespeichereinrichtung eine zulässige Maximaltemperatur überschreitet. Mit der Temperiereinrichtung kann Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung aus wenigstens einer dieser Energiespeichereinrichtungen, welche mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbunden ist, abgeführt werden. Damit wird einer Temperaturerhöhung der Energiespeichereinrichtungen begegnet, vorzugsweise kann die Temperatur der Energiespeichereinrichtungen verringert werden. Mit geringeren Temperaturen während des Betriebs der Energiespeichereinrichtung können unumkehrbare chemische Reaktionen, welche zur Passivierung von Bereichen der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung führen können, verringert werden. Damit wird die Fähigkeit der Energiespeichereinrichtung bzw. der Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie über einen längeren Zeitraum erhalten.The tempering device is configured to dissipate heat energy or heat output from one or more of the energy storage devices, with which the tempering is thermally conductively connectable, preferably when a temperature of the energy storage device exceeds an allowable maximum temperature. With the tempering heat energy or heat output from at least one of these energy storage devices, which is thermally conductively connected to the tempering, be dissipated. In order for a temperature increase of the energy storage devices is met, preferably, the temperature of the energy storage devices can be reduced. With lower temperatures during operation of the energy storage device, irreversible chemical reactions that can lead to passivation of regions of the electrochemical energy storage device can be reduced. Thus, the ability of the energy storage device or the energy storage device to provide electrical energy over a longer period is obtained.
Darüber hinaus bietet die Temperiereinrichtung vorzugsweise den Effekt, dass sie Kräfte aus der Masse der jeweiligen Energiespeichereinrichtungen während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung aufnehmen kann, vorzugsweise bei Vibrationen oder Stößen, dass sie einer unerwünschten Relativbewegung einer der Energiespeichereinrichtungen bezüglich einer benachbarten Energiespeichereinrichtung entgegenwirken kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass einer mechanischen Schädigung einer der Energiespeichereinrichtungen entgegengewirkt kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass die Fähigkeit der Energiespeichereinrichtung bzw. der Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie über einen längeren Zeitraum erhalten werden kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass einer Unterbrechung der elektrischen Verschaltung benachbarte Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden kann.In addition, the tempering device preferably has the effect that it can absorb forces from the mass of the respective energy storage devices during operation of the energy storage device, preferably vibrations or shocks, that it can counteract unwanted relative movement of one of the energy storage devices with respect to an adjacent energy storage device. This is preferably accompanied by the advantage that a mechanical damage to one of the energy storage devices can be counteracted. This is preferably associated with the advantage that the ability of the energy storage device or the energy storage device to provide electrical energy over a longer period can be obtained. This is preferably accompanied by the advantage that an interruption of the electrical interconnection adjacent energy storage device can be counteracted.
Darüber hinaus bietet die ablängbare Grundplatte in Verbindung mit der wenigstens einen ablängbaren Verbindungseinrichtung vorzugsweise den Effekt, dass die Temperiereinrichtung mit wenig Aufwand an unterschiedliche Anzahlen von Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung bzw. die Länge der Zellanordnung angepasst werden kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass Material für Grundplatte und Verbindungseinrichtung und/oder Bauraum gespart werden können. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass ungenutzte Wärmetauschfläche vermieden wird. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass die Temperiereinrichtung bzw. die Energiespeichervorrichtung mit vorgefertigten Rohlingen gefertigt werden kann.In addition, the ablängbare base plate in conjunction with the at least one ablängbaren connection means preferably has the effect that the tempering can be adapted with little effort to different numbers of energy storage devices of the cell assembly or the length of the cell assembly. This is preferably associated with the advantage that material for base plate and connecting device and / or space can be saved. This is preferably associated with the advantage that unused heat exchange surface is avoided. This is preferably associated with the advantage that the tempering device or the energy storage device can be manufactured with prefabricated blanks.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der dritte Fluidkanal als Ausnehmung, besonders bevorzugt als taschenförmige Ausnehmung, in der ersten Fluidführungseinrichtung ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die erste Fluidführungseinrichtung mit wenig Aufwand hergestellt werden kann.According to a preferred refinement, the third fluid channel is designed as a recess, particularly preferably as a pocket-shaped recess, in the first fluid guiding device. This preferred development offers the advantage that the first fluid guiding device can be produced with little effort.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Temperiereinrichtung zwei Verbindungseinrichtungen auf, welche entlang gegenüberliegender Mantelflächen der Grundplatte mit der, vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmigen, Grundplatte, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Übertragung von Massenkräften zwischen der wenigstens einen ersten Fluidführungseinrichtung und der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung verbessert ist.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the tempering device has two connection devices which can be connected along opposite lateral surfaces of the base plate with the, preferably substantially parallelepiped, base plate, preferably materially. This preferred development offers the advantage that the transmission of inertial forces between the at least one first fluid guiding device and the at least one energy storage device is improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, sind die ersten Verbindungsmittel als Rasthaken ausgebildet, welche besonders bevorzugt zum Eingriff in Ausnehmungen der Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die mechanische Verbindung zwischen Verbindungseinrichtung und Energiespeichereinrichtung vereinfacht ist.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the first connection means are designed as latching hooks, which are particularly preferably configured for engagement in recesses of the energy storage devices. This preferred development offers the advantage that the mechanical connection between connecting device and energy storage device is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Grundplatte zwei Anschlussstücke zur fluidleitenden Verbindung mit einer unabhängigen Fluidzuleitung und/oder einer Fluidrückleitung auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Austausch von Temperierfluid mit einem der Fluidkanäle der Grundplatte vereinfacht ist.According to a preferred development, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the base plate has two connecting pieces for fluid-conducting connection to an independent fluid supply line and / or a fluid return line. This preferred development has the advantage that the exchange of tempering fluid with one of the fluid channels of the base plate is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens zwei dieser Zellanordnungen auf, welche miteinander verschaltbar sind, welche in Stapelrichtung hintereinander mit derselben Temperiereinrichtung verbindbar sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichervorrichtung an den zur Verfügung stehenden Raum am Bestimmungsort angepasst werden kann.According to a preferred embodiment, which is advantageous with one of the aforementioned Further developments can be combined, the energy storage device, at least two of these cell assemblies, which are interconnected, which are connected in the stacking direction one behind the other with the same temperature control. This preferred development offers the particular advantage that the energy storage device can be adapted to the available space at the destination.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens zwei dieser Zellanordnungen auf, welche miteinander verschaltbar sind, welche in Stapelrichtung mit gegenüberliegenden Mantelflächen, vorzugsweise gegenüberliegenden Wärmetauschflächen derselben Temperiereinrichtung verbindbar sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichervorrichtung an den zur Verfügung stehenden Raum am Bestimmungsort angepasst werden kann.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has at least two of these cell arrangements, which can be connected to one another, which can be connected in the stacking direction to opposite lateral surfaces, preferably opposite heat exchange surfaces of the same temperature control device. This preferred development offers the particular advantage that the energy storage device can be adapted to the available space at the destination.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens zwei dieser Zellanordnungen, welche miteinander verschaltbar sind, und zwei dieser Temperiereinrichtungen auf, wobei die Zellanordnungen mit parallelen Stapelrichtungen nebeneinander angeordnet werden können. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichervorrichtung an den zur Verfügung stehenden Raum am Bestimmungsort angepasst werden kann.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has at least two of these cell arrangements, which can be interconnected, and two of these tempering devices, wherein the cell arrangements can be arranged side by side with parallel stacking directions. This preferred development offers the particular advantage that the energy storage device can be adapted to the available space at the destination.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Zellanordnung zwei, neun, dreizehn oder mehr dieser zweiten bzw. mittleren Energiespeichereinrichtungen auf, welche zwischen der ersten und der dritten Energiespeichereinrichtung angeordnet und mit der ersten und der dritten Energiespeichereinrichtung elektrisch verschaltet sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die von der Zellanordnung bereitstellbare elektrische Energie größer ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die von der Zellanordnung bereitstellbare elektrische Spannung größer ist, vorzugsweise wenn die Energiespeichereinrichtungen in Reihe geschaltet sind.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the cell arrangement has two, nine, thirteen or more of these second or middle energy storage devices which are arranged between the first and the third energy storage device and with the first and the third energy storage device electrically connected. This preferred development offers the particular advantage that the electrical energy that can be supplied by the cell arrangement is greater. This preferred development offers the particular advantage that the electrical voltage that can be supplied by the cell arrangement is greater, preferably when the energy storage devices are connected in series.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Grundplatte wenigstens abschnittsweise eine Rippe auf, welche sich aus einer Mantelfläche der Grundplatte erstreckt, wobei die Mantelfläche zur Verbindung mit einer der Verbindungseinrichtungen vorgesehen ist. Vorzugsweise weist die wenigstens eine Verbindungseinrichtung eine, vorzugsweise linienförmige, Ausnehmung oder Nut auf, wobei diese Ausnehmung oder Nut zur Aufnahme der vorgenannten Rippe ausgestaltet ist. Besonders bevorzugt weist die wenigstens eine erste Fluidführungseinrichtung wenigstens abschnittsweise eine Rippe auf, welche sich aus einer Mantelfläche der ersten Fluidführungseinrichtung erstreckt, wobei die Mantelfläche zur Verbindung mit einer der Verbindungseinrichtungen vorgesehen ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Positionierung einer der Verbindungseinrichtungen bezüglich der Grundplatte bzw. der ersten Fluidführungseinrichtung vereinfacht ist.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the base plate has, at least in sections, a rib which extends from a lateral surface of the base plate, wherein the lateral surface is provided for connection to one of the connecting devices. Preferably, the at least one connecting device has a, preferably linear, recess or groove, wherein this recess or groove is configured to receive the aforementioned rib. Particularly preferably, the at least one first fluid guiding device has, at least in sections, a rib which extends from a lateral surface of the first fluid guiding device, wherein the lateral surface is provided for connection to one of the connecting devices. This preferred development offers the particular advantage that the positioning of one of the connecting devices with respect to the base plate or the first fluid guiding device is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Temperiereinrichtung zwei dieser Grundplatten auf. Das zweite Ende der ersten Grundplatte ist mit dem ersten Ende der zweiten Grundplatte derart, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden, dass das Temperierfluid zwischen wenigstens einem der Fluidkanäle der ersten Grundplatte und wenigstens einem der Fluidkanäle der zweite Grundplatte ausgetauscht werden kann. Vorzugsweise verlaufen die Längsachse dieses Fluidkanals der ersten Grundplatte und die Längsachse dieses Fluidkanals der zweiten Grundplatte parallel. Besonders bevorzugt fallen diese Längsachsen zusammen. Bei dieser Weiterbildung kann eine der Grundplatten abgelängt bzw. gekürzt sein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung an eine Zellanordnung angepasst werden kann, wenn die Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung die Länge der Temperiereinrichtung mit lediglich einer Grundplatte überschreiten würde.According to a preferred development, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the tempering device has two of these base plates. The second end of the first base plate is connected to the first end of the second base plate in such a way, preferably cohesively, that the tempering fluid can be exchanged between at least one of the fluid channels of the first base plate and at least one of the fluid channels of the second base plate. The longitudinal axis of this fluid channel of the first base plate and the longitudinal axis of this fluid channel of the second base plate preferably run parallel. Particularly preferably, these longitudinal axes coincide. In this development, one of the base plates can be cut or shortened. This preferred development offers the particular advantage that the temperature control to a Cell arrangement can be adapted if the sum of the first edge lengths of the energy storage devices of the cell array would exceed the length of the temperature control device with only one base plate.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Temperiereinrichtung wenigstens zwei dieser Verbindungseinrichtungen auf, welche entlang derselben Mantelfläche der Temperiereinrichtung nebeneinander bzw. hintereinander derart angeordnet sind, dass das Rastermaß der Verbindungsmittel auch am Übergang von der ersten Verbindungseinrichtung zur zweiten Verbindungseinrichtung erhalten ist. Bei dieser Weiterbildung kann eine der Verbindungseinrichtungen abgelängt bzw. gekürzt sein. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung an eine Zellanordnung angepasst werden kann, wenn die Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung die Länge der Temperiereinrichtung ohne zweite Grundplatte überschreiten würde. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung an eine Zellanordnung angepasst werden kann, wenn die Zahl der Verbindungsmittel einer dieser Verbindungseinrichtungen kleiner als die Zahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung ist.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the tempering device has at least two of these connecting devices which are arranged alongside one another or one behind the other along the same jacket surface of the tempering device such that the grid dimension of the connecting means is also at the transition from the first connecting device to the second connection device is obtained. In this development, one of the connecting devices can be cut or shortened. In particular, this preferred development offers the advantage that the tempering device can be adapted to a cell arrangement if the sum of the first edge lengths of the energy storage devices of the cell arrangement would exceed the length of the tempering device without a second base plate. In particular, this preferred development offers the advantage that the tempering device can be adapted to a cell arrangement if the number of connection means of one of these connection devices is smaller than the number of energy storage devices of the cell arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weisen wenigstens eine oder mehrere der Energiespeichereinrichtungen jeweils wenigstens zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität auf. Die Stromableiter dienen der Bereitstellung der elektrischen Spannung der Elektrodenbaugruppe der Energiespeichereinrichtung. Die Stromableiter erstrecken sich abschnittsweise aus einer ersten Mantelfläche der Energiespeichereinrichtung in deren Umgebung. Die Stromableiter weisen jeweils einen Kontaktierungsabschnitt auf, welcher im Wesentlichen parallel zu der ersten Mantelfläche angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Stromableiter mit einem Metallblech ausgebildet, besonders bevorzugt mit Aluminium oder Kupfer oder einer Legierung mit Aluminium oder einer Legierung mit Kupfer.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, at least one or more of the energy storage devices each have at least two current conductors of different polarity. The current conductors serve to provide the electrical voltage of the electrode assembly of the energy storage device. The current conductors extend in sections from a first lateral surface of the energy storage device in its surroundings. The current conductors each have a contacting section, which is arranged substantially parallel to the first lateral surface. Preferably, the current conductors are formed with a metal sheet, more preferably with aluminum or copper or an alloy with aluminum or an alloy with copper.
Vorzugsweise ist wenigstens einer der Stromableiter abgewinkelt mit zwei Schenkeln ausgebildet, wobei der erste Schenkel sich aus der ersten Mantelfläche erstreckt und der zweite Schenkel den Kontaktierungsabschnitt aufweist. Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Schenkel bzw. der Kontaktierungsabschnitt über die erste Mantelfläche hinaus in Richtung einer benachbarten Energiespeichereinrichtung, besonders bevorzugt in Richtung der Anordnungslängsachse.Preferably, at least one of the current conductors is angled with two legs, wherein the first leg extends from the first lateral surface and the second leg has the contacting portion. Preferably, the second leg or the contacting section extends beyond the first lateral surface in the direction of an adjacent energy storage device, particularly preferably in the direction of the arrangement longitudinal axis.
Vorzugsweise weisen wenigstens eine oder mehrere der Energiespeichereinrichtungen jeweils zwei Stromableiter erster Polarität und jeweils zwei Stromableiter zweiter Polarität auf. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Stromdichte je Stromableiter verringert ist.Preferably, at least one or more of the energy storage devices each have two current conductors of the first polarity and two current collectors of the second polarity. This preferred embodiment offers the particular advantage that the current density per current conductor is reduced.
Vorzugsweise sind jeweils zwei dieser Stromableiter benachbart zu einer ersten Begrenzungskante der im Wesentlichen rechteckigen ersten Mantelfläche und zwei weitere dieser Stromableiter benachbart zu einer zweiten Begrenzungskante angeordnet, welche parallel zu der ersten Begrenzungskante verläuft, wobei besonders bevorzugt diese Begrenzungskanten den kurzen Seiten der im Wesentlichen rechteckigen Mantelfläche entsprechen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass die verbundenen Stromableiter benachbarter Energiespeichereinrichtungen zu deren Zusammenhalt beitragen können.Preferably, in each case two of these current conductors are arranged adjacent to a first boundary edge of the substantially rectangular first lateral surface and two further of these current conductors adjacent to a second boundary edge, which runs parallel to the first boundary edge, wherein these boundary edges particularly preferably the short sides of the substantially rectangular lateral surface correspond. This preferred embodiment offers the particular advantage that the connected current conductors of adjacent energy storage devices can contribute to their cohesion.
Vorzugsweise ist im Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung die erste Mantelfläche oberhalb der zweiten Mantelfläche angeordnet, sodass die Stromableiter sich nach oben aus der Energiespeichereinrichtung erstrecken.In the operating state of the energy storage device, the first lateral surface is preferably arranged above the second lateral surface, so that the current conductors extend upwards out of the energy storage device.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die verbundenen Stromableiter benachbarter Energiespeichereinrichtungen zu deren Zusammenhalt beitragen können.This preferred development offers the particular advantage that the electrical connection of the energy storage devices is simplified. This preferred development offers the particular advantage that the connected current conductors of adjacent energy storage devices can contribute to their cohesion.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen, vorzugsweise mit der vorgenannten Weiterbildung, kombinierbar ist, überdeckt wenigstens ein Kontaktierungsabschnitt einer der Energiespeichereinrichtungen einen Kontaktierungsabschnitt einer weiteren, vorzugsweise benachbarten, Energiespeichereinrichtung wenigstens teilweise. Diese sich wenigstens teilweise überdeckenden Kontaktierungsabschnitte sind miteinander elektrisch, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the abovementioned developments, preferably with the aforementioned development, at least one contacting section of one of the energy storage devices at least partially covers a contacting section of a further, preferably adjacent, energy storage device. These contacting sections, which overlap at least partially, are connected to one another electrically, preferably by material bonding.
Vorzugsweise sind innerhalb der Zellanordnung mehrere benachbarte Paare von Energiespeichereinrichtungen miteinander derart verschaltet, dass wenigstens ein Kontaktierungsabschnitt einer der Energiespeichereinrichtungen des Paars einen Kontaktierungsabschnitt der benachbarten, Energiespeichereinrichtung wenigstens teilweise überdeckt und diese sich wenigstens teilweise überdeckenden Kontaktierungsabschnitte miteinander elektrisch, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden sind.Preferably, a plurality of neighboring pairs of energy storage devices are interconnected within the cell arrangement such that at least one contacting section of one of the energy storage devices of the pair at least partially covers a contacting section of the adjacent energy storage device and these contacting sections are at least partially connected to each other electrically, preferably materially connected.
Vorzugsweise ist wenigstens einer der Kontaktierungsabschnitte der ersten Energiespeichereinrichtung mit dem ersten HV-Anschlusselement elektrisch, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden.Preferably, at least one of the contacting portions of the first energy storage device with the first HV connection element is electrically, preferably materially connected.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen mit geringerem Übergangswiderstand erfolgen kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Verbindung der Stromableiter benachbarter Energiespeichereinrichtungen gegenüber Stößen oder Vibrationen stabiler ist.This preferred development offers the particular advantage that the interconnection of the energy storage devices can be made with a lower contact resistance. This preferred development offers the particular advantage that the electrical connection of the current conductor of adjacent energy storage devices is more stable against shocks or vibrations.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weisen wenigstens eine oder mehrere der Energiespeichereinrichtungen jeweils einen ersten Verbindungsabschnitt auf, wobei der erste Verbindungsabschnitt sich aus einer zweiten Mantelfläche erstreckt. Die zweite Mantelfläche im Wesentlichen parallel zu der ersten Mantelfläche angeordnet. Der erste Verbindungsabschnitt ist zur mechanischen Verbindung mit einem der Verbindungsmittel und/oder zur wärmeleitenden Verbindung mit der Grundplatte oder einer der Fluidführungseinrichtungen ausgestaltet. Vorzugsweise weist der erste Verbindungsabschnitt einen Schenkel auf, welcher sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Mantelfläche erstreckt und zum flächigen Anliegen an der Grundplatte bzw. eine der Fluidführungseinrichtungen ausgestaltet ist. Vorzugsweise weist der erste Verbindungsabschnitt bzw. dessen Schenkel eine Ausnehmung zum Eingriff mit einem der ersten Verbindungsmittel auf. Vorzugsweise ist der erste Verbindungsabschnitt mit einem Metallblech ausgebildet, wobei der erste Verbindungsabschnitt gegenüber der Elektrodenbaugruppe der Energiespeichereinrichtung elektrisch isoliert ist. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt, welcher einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, entlang einer langen Begrenzungskante bzw. Langeseite der im Wesentlichen rechteckigen zweiten Mantelfläche.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, at least one or more of the energy storage devices each have a first connection section, wherein the first connection section extends from a second lateral surface. The second lateral surface is arranged substantially parallel to the first lateral surface. The first connecting section is designed for mechanical connection to one of the connecting means and / or for heat-conducting connection to the base plate or one of the fluid guiding devices. Preferably, the first connecting portion has a leg which is substantially parallel to extends the second lateral surface and is designed for flat abutment on the base plate or one of the fluid guide means. Preferably, the first connecting portion or its leg has a recess for engagement with one of the first connecting means. Preferably, the first connection portion is formed with a metal sheet, wherein the first connection portion is electrically insulated from the electrode assembly of the energy storage device. Preferably, the first connecting portion, which has a substantially L-shaped cross section, extends along a long boundary edge of the substantially rectangular second lateral surface.
Vorzugsweise weisen wenigstens eine oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen wenigstens zwei dieser ersten Verbindungsabschnitte auf. Besonders bevorzugt erstrecken sich diese ersten Verbindungsabschnitte, welche jeweils einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, entlang einer langen Begrenzungskante bzw. Langeseite der im Wesentlichen rechteckigen zweiten Mantelfläche. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Abstützung der Energiespeichereinrichtung auf der Temperiereinrichtung verbessert ist.Preferably, at least one or more of these energy storage devices have at least two of these first connection sections. Particularly preferably, these first connecting portions, which each have a substantially L-shaped cross section, extend along a long boundary edge or long side of the substantially rectangular second lateral surface. This preferred embodiment offers the particular advantage that the support of the energy storage device is improved on the temperature control.
Vorzugsweise ist im Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung die erste Mantelfläche oberhalb der zweiten Mantelfläche angeordnet, sodass der wenigstens eine erste Verbindungsabschnitt sich nach unten aus der Energiespeichereinrichtung erstreckt.Preferably, in the operating state of the energy storage device, the first lateral surface is arranged above the second lateral surface, so that the at least one first connecting portion extends downward from the energy storage device.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der Wärmetausch zwischen der Energiespeichereinrichtung und der Temperiereinrichtung verbessert ist.This preferred development offers the particular advantage that the heat exchange between the energy storage device and the temperature control device is improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung ein erstes HV-Anschlusselement auf, welches mit der Zellanordnung, vorzugsweise mit einem Stromableiter der ersten Energiespeichereinrichtung, elektrisch, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar ist. Weiter weist die Energiespeichervorrichtung ein zweites HV-Anschlusselement auf, welches mit der Zellanordnung, vorzugsweise mit einem Stromableiter der dritten Energiespeichereinrichtung, elektrisch, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar ist. Wenigstens eines, vorzugsweise zwei, der HV-Anschlusselemente weist einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, welcher zur mechanischen Verbindung mit einem der Verbindungsmittel und/oder zur wärmeleitenden Verbindung mit der Grundplatte oder einer der Fluidführungseinrichtungen ausgestaltet ist.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has a first HV connection element, which can be connected to the cell arrangement, preferably to a current conductor of the first energy storage device, electrically, preferably materially. Furthermore, the energy storage device has a second HV connection element which can be connected to the cell arrangement, preferably to a current conductor of the third energy storage device, electrically, preferably cohesively. At least one, preferably two, of the HV connection elements has a second connection section, which is configured for mechanical connection to one of the connection means and / or for heat-conducting connection to the base plate or one of the fluid guidance devices.
Vorzugsweise weist wenigstens eines der HV-Anschlusselemente einen Potentialabgriff auf, welcher zur lösbaren elektrischen, vorzugsweise kraftschlüssigen, Verbindung mit einer Stromleiteinrichtung, vorzugsweise ausgebildet als Stromkabel, Stromband oder Stromschiene, ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist das wenigstens eine HV-Anschlusselement mit einer im Wesentlichen rechteckige Stirnfläche ausgebildet und der Potentialabgriff im Schwerpunkt dieser Stirnfläche angeordnet.Preferably, at least one of the HV connection elements has a potential tap, which is designed for releasable electrical, preferably non-positive, connection to a current conducting device, preferably designed as a power cable, current band or busbar. Preferably, the at least one HV connection element is designed with a substantially rectangular end face and the potential tap is arranged in the center of gravity of this end face.
Vorzugsweise ist der zweite Verbindungsabschnitt abgewinkelt und weist der einen Schenkel auf, welcher zum flächigen Anliegen an der Grundplatte bzw. eine der Fluidführungseinrichtungen ausgestaltet ist. Vorzugsweise weist der zweite Verbindungsabschnitt bzw. dessen Schenkel eine Ausnehmung zum Eingriff mit einem der ersten Verbindungsmittel auf. Vorzugsweise ist der zweite Verbindungsabschnitt mit einem Metallblech ausgebildet, wobei der zweite Verbindungsabschnitt gegenüber dem Potentialabgriff elektrisch isoliert ist. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt, welcher einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, entlang einer langen Begrenzungskante bzw. Langeseite der im Wesentlichen rechteckigen zweiten MantelflächePreferably, the second connecting portion is angled and has the one leg, which is designed for flat abutment against the base plate or one of the fluid guide devices. Preferably, the second connecting portion or its leg has a recess for engagement with one of the first connecting means. Preferably, the second connecting portion is formed with a metal sheet, wherein the second connecting portion is electrically isolated from the potential tap. Preferably, the first connecting portion, which has a substantially L-shaped cross section, extends along a long boundary edge of the substantially rectangular second lateral surface
Vorzugsweise ist die Länge der Temperiereinrichtung, vorzugsweise gemessen entlang einer der langen Begrenzungskanten der im Wesentlichen quaderförmigen Grundplatte, kleiner oder gleich dem Abstand zwischen je einer Stirnfläche der zwei HV-Anschlusselemente. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass die HV-Anschlusselemente die Temperiereinrichtung und/oder die Zellanordnung vor Stößen in Stapelrichtung oder vor in Stapelrichtung nahenden Fremdkörpern schützen können.Preferably, the length of the tempering device, preferably measured along one of the long boundary edges of the substantially cuboidal base plate, is less than or equal to the distance between each end face of the two HV connection elements. In particular, this preferred embodiment offers the advantage that the HV connection elements can protect the tempering device and / or the cell arrangement against impacts in the stacking direction or against foreign bodies approaching in the stacking direction.
Vorzugsweise sind wenigstens eines oder beide der HV-Anschlusselemente im Wesentlichen plattenförmig und mit einem Polymerwerkstoff ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das im Wesentlichen plattenförmig ausgebildete HV-Anschlusselement wenigstens eine Ausnehmung zur Verringerung des Gewichts auf.Preferably, at least one or both of the HV connection elements are substantially plate-shaped and formed with a polymer material. Particularly preferably, the substantially plate-shaped HV connection element has at least one recess for reducing the weight.
Bei dieser bevorzugten Weiterbildung ist an den HV-Anschlusselementen die elektrische Spannung der, vorzugsweise in Reihe, verschalteten Energiespeichereinrichtungen bzw. der Zellanordnung abgreifbar.In this preferred development, the voltage of the energy storage device, preferably in series, connected energy storage devices or the cell assembly can be tapped at the HV connection elements.
Vorzugsweise ist das zweite HV-Anschlusselement zur wärmeleitenden Verbindung bzw. zum Wärmetausch mit der Fluidführungseinrichtung am zweiten Ende der Grundplatte ausgestaltet.Preferably, the second HV connection element is configured for heat-conducting connection or for heat exchange with the fluid-guiding device at the second end of the base plate.
Vorzugsweise ist die Länge der Zellanordnung einschließlich der verbundenen HV-Anschlusselemente größer oder gleich der Länge der Temperiereinrichtung. The length of the cell arrangement, including the connected HV connection elements, is preferably greater than or equal to the length of the temperature control device.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die HV-Anschlusselemente die Zellanordnung vor Stößen in Stapelrichtung oder vor in Stapelrichtung nahenden Fremdkörpern schützen können. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Kontaktierung der Zellanordnung mechanisch stabiler ausgebildet werden kann.In particular, this preferred development offers the advantage that the HV connection elements can protect the cell arrangement against impacts in the stacking direction or against foreign bodies approaching in the stacking direction. This preferred development offers the particular advantage that the electrical contacting of the cell assembly can be formed mechanically stable.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens eine Spannungsfühlereinrichtung auf, welche vorzugsweise der Erfassung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. der elektrischen Spannung einer oder mehrerer der Energiespeichereinrichtungen dient. Die Spannungsfühlereinrichtung dient vorzugsweise der Bereitstellung von erfassten Messwerten betreffend die elektrischen Potentiale oder elektrische Spannungen der Energiespeichereinrichtungen vorzugsweise an eine Vorrichtungssteuerung, eine Messeinrichtung der Energiespeichervorrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung der Energiespeichervorrichtung. Vorzugsweise weisen sowohl das Master-Modul als auch das wenigstens eine Slave-Modul je wenigstens eine dieser Spannungsfühlereinrichtungen auf.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has at least one voltage sensor device which preferably serves to detect at least one electrical potential or the electrical voltage of one or more of the energy storage devices. The voltage sensor device preferably serves to provide detected measured values relating to the electrical potentials or electrical voltages of the energy storage devices, preferably to a device controller, a measuring device of the energy storage device and / or a communication device of the energy storage device. Preferably, both the master module and the at least one slave module each have at least one of these voltage sensor devices.
Die Spannungsfühlereinrichtung weist mehrere, untereinander elektrisch isolierte, Kontaktflächen auf zur elektrischen, vorzugsweise stoffschlüssigen, Verbindung mit Stromableitern, vorzugsweise mit deren Kontaktierungsabschnitten. Wenigstens zwei dieser Kontaktflächen sind zueinander im Wesentlichen der ersten Kantenlänge entsprechend angeordnet. Vorzugsweise sind jeweils zwei benachbarte dieser Kontaktflächen entlang der Spannungsfühlereinrichtung zueinander im Wesentlichen der ersten Kantenlänge entsprechend angeordnet. Vorzugsweise sind die Kontaktflächen ausgestaltet, mit Stromableitern, vorzugsweise mit deren Kontaktierungsabschnitten, stoffschlüssig verbunden zu werden, besonders bevorzugt mittels eines thermischen Fügeverfahrens.The voltage sensing device has a plurality of mutually electrically isolated, contact surfaces for electrical, preferably cohesive, connection with Stromableitern, preferably with their Kontaktierungsabschnitten. At least two of these contact surfaces are arranged to one another substantially corresponding to the first edge length. Preferably, in each case two adjacent of these contact surfaces along the voltage sensor device are arranged corresponding to one another substantially corresponding to the first edge length. Preferably, the contact surfaces are configured to be materially connected to current conductors, preferably to their contacting portions, particularly preferably by means of a thermal joining method.
Die Spannungsfühlereinrichtung weist eine Schnittstelleneinrichtung auf, welche an einem ersten Ende der Spannungsfühlereinrichtung angeordnet ist, welche mechanisch mit einem, vorzugsweise dem ersten, der HV-Anschlusselemente verbindbar ist, welche durch eine Leiterbahn mit wenigstens eine der Kontaktflächen elektrisch verbunden ist, welche vorzugsweise durch je eine Leiterbahn mit sämtlichen Kontaktflächen elektrisch verbunden ist.The voltage sensing device has an interface device which is arranged at a first end of the voltage sensor device, which is mechanically connectable to one, preferably the first, the HV connection elements, which is electrically connected by a conductor to at least one of the contact surfaces, which preferably by each a conductor is electrically connected to all contact surfaces.
Vorzugsweise weist die Schnittstelleneinrichtung mehrere Kontaktelemente auf, wobei wenigstens eines der Kontaktelemente elektrisch mit einer der Kontaktflächen durch eine Leiterbahn verbunden ist. Besonders bevorzugt sind sämtliche der Kontaktflächen durch je eine Leiterbahn mit je einem der Kontaktelemente elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist die Schnittstelleneinrichtung mit einem industriell üblichen Steckverbinder ausgebildet.Preferably, the interface device has a plurality of contact elements, wherein at least one of the contact elements is electrically connected to one of the contact surfaces by a conductor track. Particularly preferably, all of the contact surfaces are electrically connected by a respective conductor track with one of the contact elements. Preferably, the interface device is formed with an industrially conventional connector.
Alternativ weist die Schnittstelleneinrichtung ein elektromagnetisches Kommunikationselement auf, welches durch je eine Leiterbahnen mit einem, mehreren oder sämtlichen dieser Kontaktflächen verbunden ist. Das Kommunikationselement dient der Bereitstellung oder Übermittlung von Messwerten betreffend die elektrischen Potentiale oder elektrische Spannungen der Energiespeichereinrichtungen.Alternatively, the interface device to an electromagnetic communication element, which is connected by one conductor tracks with one, several or all of these contact surfaces. The communication element serves to provide or transmit measured values relating to the electrical potentials or electrical voltages of the energy storage devices.
Vorzugsweise weist die Spannungsfühlereinrichtung ein im Wesentlichen bandförmiges Trägerelement auf, welches vorzugsweise mit einem Polymermaterial, besonders bevorzugt mit einer Polymerfolie gebildet ist. Das Trägerelement erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende, an welchem die Schnittstelleneinrichtung angeordnet ist, bis zu einem zweiten Ende der Spannungsfühlereinrichtung. Entlang des Trägerelements verlaufen mehrere Leiterbahnen, welche jeweils eine der Kontaktflächen mit der Schnittstelleneinrichtung, vorzugsweise mit einem der Kontaktelemente, elektrisch verbinden. Vorzugsweise sind die Leiterbahnen mit einem Metall auf einer Mantelfläche des, vorzugsweise als Polymerfolie ausgestalteten, Trägerelements ausgebildet und mit der Mantelfläche verbunden.The tension-sensing device preferably has a substantially band-shaped carrier element, which is preferably formed with a polymer material, particularly preferably with a polymer film. The carrier element extends from a first end, on which the interface device is arranged, to a second end of the voltage sensor device. Along the carrier element extend a plurality of conductor tracks, each of which electrically connects one of the contact surfaces with the interface device, preferably with one of the contact elements. Preferably, the conductor tracks are formed with a metal on a lateral surface of the, preferably designed as a polymer film, carrier element and connected to the lateral surface.
Vorzugsweise ist die Spannungsfühlereinrichtung an einem, der ersten Ende gegenüberliegenden, Ende derart kürzbar, dass die Zahl der verbleibenden Kontaktflächen an die Zahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung angepasst ist. Besonders bevorzugt verbleiben für eine Zellanordnung mit N Energiespeichereinrichtungen, nach dem Kürzen, N + 1 Kontaktflächen an der Spannungsfühlereinrichtung.Preferably, the voltage-sensing device can be shortened at an end opposite the first end such that the number of remaining contact surfaces is matched to the number of energy storage devices of the cell arrangement. Particularly preferred for a cell arrangement with N energy storage devices, after shortening, N + 1 contact surfaces remain at the voltage sensing device.
Vorzugsweise weist die Spannungsfühlereinrichtung, vorzugsweise deren Trägerelement, mehrere abtrennbare Abschnitte auf, wobei ein erster abtrennbarer Abschnitt benachbart zu dem zweiten Ende der Spannungsfühlereinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise weisen wenigstens zwei oder mehrere dieser abtrennbaren Abschnitte je ein Aufnahmeelement, vorzugsweise eine Ausnehmung oder Öse oder Lasche, zur mechanischen Verbindung mit der Zellanordnung und je eine dieser Kontaktflächen auf. Das Aufnahmeelement ist ausgestaltet, ein mechanisches Verbildungselement aufzunehmen. Vorzugsweise ist die Spannungsfühlereinrichtung mit einer vorbestimmten Anzahl, besonders bevorzugt wenigstens drei, abtrennbarer Abschnitte vorgefertigt. Besonders bevorzugt ist die Spannungsfühlereinrichtung zwischen zwei dieser abtrennbaren Abschnitte zu trennen, worauf vorzugsweise an der Spannungsfühlereinrichtung lediglich N + 1 Kontaktflächen verbleiben.Preferably, the voltage sensing device, preferably the carrier element, has a plurality of separable sections, wherein a first separable section is arranged adjacent to the second end of the voltage sensing device. Preferably, at least two or more of these separable sections each have a receiving element, preferably a recess or eyelet or tab, for mechanical connection to the cell arrangement and one of these contact surfaces. The receiving element is configured to receive a mechanical connecting element. Preferably, the voltage sensing device having a predetermined number is particularly preferred prefabricated at least three separable sections. Particularly preferably, the voltage sensor device is to be separated between two of these separable sections, whereupon preferably only N + 1 contact surfaces remain on the voltage sensor device.
Vorzugsweise ist die, vorzugsweise ansteuerbare, Messeinrichtung mit der Spannungsfühlereinrichtung signalverbunden, vorzugsweise über die Schnittstelleneinrichtung der Spannungsfühlereinrichtung. Vorzugsweise leistet die Messeinrichtung die, vorzugsweise sequenzielle, Abfrage von elektrischen Potentialen bzw. elektrischen Spannungen der Energiespeichereinrichtungen mittels der Spannungsfühlereinrichtung. Vorzugsweise leistet die Messeinrichtung die Bereitstellung erfasster Messwerte an die Steuereinrichtung.Preferably, the, preferably controllable, measuring device is signal-connected to the voltage sensor device, preferably via the interface device of the voltage sensor device. The measuring device preferably performs the, preferably sequential, interrogation of electrical potentials or electrical voltages of the energy storage devices by means of the voltage sensor device. The measuring device preferably provides the provision of acquired measured values to the control device.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Spannungsfühlereinrichtung im Wesentlichen unverlierbar mit der Zellanordnung verbindbar ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Spannungsfühlereinrichtung an Zellanordnungen mit unterschiedlich vielen Energiespeichereinrichtungen angepasst werden kann.This preferred development offers the particular advantage that the voltage sensing device is essentially captive connected to the cell assembly. This preferred development offers the particular advantage that the voltage sensor device can be adapted to cell arrangements with different numbers of energy storage devices.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung zwei dieser Spannungsfühlereinrichtungen auf, vorzugsweise wenn die Zahl der Energiespeichereinrichtungen die Zahl der Kontaktflächen einer der Spannungsfühlereinrichtungen überschreitet. Die erste dieser Spannungsfühlereinrichtungen leistet die Erfassung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. der elektrischen Spannung einer Anzahl M dieser Energiespeichereinrichtungen und die zweite der Spannungsfühlereinrichtungen leistet die Erfassung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. der elektrischen Spannung einer Anzahl P dieser Energiespeichereinrichtungen derselben Zellanordnung, welche M + P Energiespeichereinrichtungen aufweist. Beide Spannungsfühlereinrichtungen sind zur Bereitstellung von erfassten Messwerten betreffend die elektrischen Potentiale oder elektrische Spannungen der Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet, vorzugsweise an eine Vorrichtungssteuerung, eine Messeinrichtung der Energiespeichervorrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung der Energiespeichervorrichtung.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has two of these voltage sensor devices, preferably when the number of energy storage devices exceeds the number of contact surfaces of one of the voltage sensor devices. The first of these voltage sensing devices makes the detection of at least one electrical potential or voltage of a number M of these energy storage devices and the second of the voltage sensing devices makes the detection of at least one electric potential or voltage of a number P of those energy storage devices of the same cell array, which M + P Energy storage devices comprises. Both voltage sensor devices are designed to provide detected measured values relating to the electrical potentials or electrical voltages of the energy storage devices, preferably to a device controller, a measuring device of the energy storage device and / or a communication device of the energy storage device.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass mit wenigstens zwei der vorgenannten Spannungsfühlereinrichtungen elektrische Potentiale bzw. die elektrischen Spannungen betreffend sämtliche der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung erfasst werden können, wenn die Zahl N der Energiespeichereinrichtungen nicht kleiner als die Zahl der Kontaktflächen ist.In particular, this preferred development offers the advantage that electrical potentials or the electrical voltages relating to all of the energy storage devices of the cell arrangement can be detected with at least two of the aforementioned voltage sensor devices if the number N of the energy storage devices is not less than the number of contact surfaces.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens eine, vorzugsweise ablängbare, vorzugsweise entlang wenigstens einer linienförmigen Dünnstelle faltbaren, Isolierfolie auf. Diese Isolierfolie dient der Isolierung der Stromableiter, vorzugsweise der Isolierung der Spannungsfühlereinrichtung, gegenüber der Umgebung der Zellanordnung. Vorzugsweise weist die Isolierfolie wenigstens eine, vorzugsweise streifenförmige, Klebefläche auf, welche der Verbindung der Isolierfolie mit der Zellanordnung dient. Besonders bevorzugt ist die wenigstens eine Klebefläche als Klebeband ausgebildet. Vorzugsweise kann die Isolierfolie mit wenigstens zwei, im Wesentlichen rechteckigen, Abschnitten zur wenigstens abschnittsweisen Überdeckung von wenigstens zwei Mantelflächen der Zellanordnung ausgebildet sein, wobei besonders bevorzugt eine dieser linienförmigen Dünnstellen zwischen wenigstens zwei dieser Mantelflächen angeordnet ist.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned developments, the energy storage device has at least one, preferably cut-to-length, preferably foldable along at least one linear thin film, insulating. This insulating foil serves to insulate the current conductors, preferably the insulation of the voltage sensor device, from the environment of the cell arrangement. Preferably, the insulating film has at least one, preferably strip-shaped, adhesive surface, which serves to connect the insulating film to the cell arrangement. Particularly preferably, the at least one adhesive surface is formed as an adhesive tape. Preferably, the insulating film may be formed with at least two, substantially rectangular, portions for at least partially covering at least two lateral surfaces of the cell assembly, wherein particularly preferably one of these linear thin bodies is arranged between at least two of these lateral surfaces.
Vorzugsweise ist die Isolierfolie von einer Polymerfolie ablängbar, wobei besonders bevorzugt die Länge der abgelängten Isolierfolie an die Länge der Zellanordnung in Stapelrichtung angepasst ist.The insulating film can preferably be cut to length from a polymer film, the length of the cut-off insulating film particularly preferably being adapted to the length of the cell arrangement in the stacking direction.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass unerwünschten Kurzschlüssen innerhalb der Zellanordnung begegnet werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass Stromableiter gegenüber einem metallischen Modulgehäuse isoliert werden können.This preferred development offers the particular advantage that undesired short-circuits can be counteracted within the cell arrangement. This preferred development offers the particular advantage that current conductors can be isolated from a metallic module housing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung eine Wärmeleitfolie auf, welche vorgesehen ist, zwischen der Temperiereinrichtung und wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise deren ersten Verbindungsabschnitt, eingefügt zu werden. Die Wärmeleitfolie dient vorzugsweise zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen und Rauhigkeiten für eine möglichst großflächige wärmeleitende Verbindung der Temperiereinrichtung mit der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung. Die Wärmeleitfolie dient vorzugsweise der elektrischen Isolierung der Energiespeichereinrichtungen gegenüber der Temperiereinrichtung.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has a heat-conducting foil, which is provided to be inserted between the tempering device and at least one of the energy storage devices, preferably their first connecting section. The heat-conducting foil is preferably used to compensate for component tolerances and roughness for the largest possible heat-conducting connection of the tempering device with the at least one energy storage device. The heat conducting foil is preferably used for the electrical insulation of the energy storage devices with respect to the tempering device.
Vorzugsweise ist die Wärmeleitfolie an die Länge der Temperiereinrichtung bzw. an die Länge der Zellanordnung angepasst. Besonders bevorzugt ist die Länge Wärmeleitfolie kleiner oder gleich der Länge der Temperiereinrichtung. Besonders bevorzugt ist die Länge der Wärmeleitfolie kleiner oder gleich der Länge der Zellanordnung.Preferably, the heat-conducting foil is adapted to the length of the tempering device or to the length of the cell arrangement. Particularly preferably, the length of heat-conducting foil is less than or equal to the length of the tempering device. Especially Preferably, the length of the heat-conducting foil is less than or equal to the length of the cell arrangement.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der Wärmetausch zwischen der Temperiereinrichtung und der wenigstens einen Energiespeichereinrichtung verbessert ist.This preferred development offers the particular advantage that the heat exchange between the tempering device and the at least one energy storage device is improved.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens eine Stromschiene auf, welche mit einem Stromableiter einer der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise mit der dritten Energiespeichereinrichtung, besonders bevorzugt mit dem zweiten HV-Anschlusselement, elektrisch verbindbar ist. Die Stromschiene kann entlang wenigstens einer Mantelfläche der Zellanordnung geführt werden, vorzugsweise in Richtung der ersten Energiespeichereinrichtung, besonders bevorzugt in Richtung des ersten HV-Anschlusselements. Die Stromschiene ist mit einem, vorzugsweise abgewinkelten, Bandmaterial oder Stangenmaterial ausgebildet. Vorzugsweise weisen sowohl das Master-Modul als auch das wenigstens eine Slave-Modul je wenigstens eine dieser Stromschienen auf.According to a preferred embodiment, which can be advantageously combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device has at least one busbar, which is electrically connectable to a current conductor of one of the energy storage devices, preferably to the third energy storage device, more preferably to the second HV connection element. The busbar can be guided along at least one lateral surface of the cell arrangement, preferably in the direction of the first energy storage device, particularly preferably in the direction of the first HV connection element. The busbar is formed with a, preferably angled, strip material or rod material. Preferably, both the master module and the at least one slave module each have at least one of these bus bars.
Vorzugsweise weist wenigstens ein Ende der Stromschiene einen plattenförmigen Abschnitt auf für ein kraftschlüssiges oder formschlüssiges Verbindungselement, vorzugsweise für ein lösbares mechanisches Verbindungselement, besonders bevorzugt für eine Schraubverbindung, zur elektrischen Verbindung mit einer Stromleiteinrichtung, vorzugsweise ausgebildet als Stromkabel, Stromband oder Stromschiene.Preferably, at least one end of the bus bar has a plate-shaped portion for a non-positive or positive connection element, preferably for a releasable mechanical connection element, particularly preferably for a screw connection, for electrical connection to a Stromleiteinrichtung, preferably designed as a power cable, power band or busbar.
Vorzugsweise weist die Stromschiene einen Längsabschnitt auf, dessen Länge an die Länge der Zellanordnung, vorzugsweise in Stapelrichtung, angepasst ist.Preferably, the bus bar has a longitudinal section whose length is adapted to the length of the cell arrangement, preferably in the stacking direction.
Die Stromschiene dient vorzugsweise dazu, das elektrische Potential, welches an einem zweiten Ende der Zellanordnung vorliegt, an einem ersten Ende der Zellanordnung zur Verfügung zu stellen. Somit kann die elektrische Spannung an nur einem Ende der Zellanordnung abgegriffen werden.The bus bar preferably serves to provide the electrical potential which is present at a second end of the cell arrangement at a first end of the cell arrangement. Thus, the electrical voltage can be tapped at only one end of the cell assembly.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine zweite Stromschiene auf, welche mit einem der plattenförmigen Abschnitte ausgebildet ist, welches elektrisch, vorzugsweise mechanisch lösbar, mit dem ersten HV-Anschlusselement verbindbar ist. Die zweite Stromschiene dient der elektrischen Verbindung mit einer Stromleiteinrichtung, vorzugsweise ausgebildet als Stromkabel, Stromband oder Stromschiene.Preferably, the power supply device has a second bus bar, which is formed with one of the plate-shaped sections, which is electrically, preferably mechanically detachable, connectable to the first HV connection element. The second busbar is used for electrical connection with a Stromleiteinrichtung, preferably designed as a power cable, power band or busbar.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Kontaktierung der Zellanordnung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Kontaktierung der Zellanordnung über die mechanisch stabileren HV-Anschlusselemente erfolgen kann.This preferred development offers the particular advantage that the electrical contacting of the cell assembly is simplified. In particular, this preferred development offers the advantage that the electrical contacting of the cell arrangement can take place via the mechanically more stable HV connection elements.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, welche vorteilhaft mit einer der vorgenannten Weiterbildungen kombinierbar ist, weist die Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise deren Temperiereinrichtung, eine zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen auf. Die zweite der ersten Fluidführungseinrichtungen ist mit, vorzugsweise dem ersten Ende, der Grundplatte wärmeleitend, vorzugsweise stoffschlüssig, verbindbar, vorzugsweise der anderen ersten Fluidführungseinrichtung gegenüberliegend. Die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen ist ausgestaltet zur wärmeleitenden Verbindung bzw. zum Wärmetausch mit der ersten Energiespeichereinrichtung und/oder mit dem ersten HV-Anschlusselement.According to a preferred embodiment, which can advantageously be combined with one of the aforementioned refinements, the energy storage device, preferably its tempering device, has a second of these first fluid guiding devices. The second of the first fluid guiding devices is connected with, preferably the first end, of the base plate in heat-conducting, preferably material-locking manner, preferably opposite the other first fluid guiding device. The second of these first fluid guide devices is configured for heat-conducting connection or for heat exchange with the first energy storage device and / or with the first HV connection element.
Vorzugsweise weist die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen wenigstens ein Anschlussstück zur Verbindung mit der fünften Fluidführungseinrichtung auf. Besonders bevorzugt weist die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen zwei Anschlussstücke zur Verbindung verschiedenen Rohrleitungen der fünften Fluidführungseinrichtung auf.The second of these first fluid guiding devices preferably has at least one connecting piece for connection to the fifth fluid guiding device. The second of these first fluid guiding devices particularly preferably has two connecting pieces for connecting different pipelines of the fifth fluid guiding device.
Vorzugsweise weist die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen wenigstens eine oder zwei Zutrittsöffnungen auf, jeweils ausgestaltet zum Austausch des Temperierfluids mit wenigstens einem der Fluidkanäle der Grundplatte.The second of these first fluid guiding devices preferably has at least one or two access openings, each designed to exchange the tempering fluid with at least one of the fluid channels of the base plate.
Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens einer der dritten Fluidkanäle durch diese zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen, besonders bevorzugt im Wesentlichen geradlinig, zwischen einem der Anschlussstücke und einer der Zutrittsöffnungen.Preferably, at least one of the third fluid channels extends through this second of these first fluid guiding devices, particularly preferably substantially rectilinearly, between one of the connecting pieces and one of the access openings.
Vorzugsweise weist die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen wenigstens zwei oder drei dieser dritten Fluidkanäle auf. Diese besondere Ausgestaltung ist bestimmt für eine Grundplatte, welche vier Fluidkanäle aufweist, wobei diese vier Fluidkanäle sich im Wesentlichen parallel zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Grundplatte erstrecken. Ein erster dieser dritten Fluidkanäle erstreckt sich durch die zweite dieser ersten Fluidführungseinrichtungen zwischen einem der Anschlussstücke und eine dieser Zutrittsöffnungen in Richtung eines ersten Fluidkanals der Grundplatte. Ein zweiter dieser dritten Fluidkanäle ist im Wesentlichen taschenförmig innerhalb der zweiten dieser ersten Fluidführungseinrichtungen ausgebildet und dient der Überführung aus einem zweiten Fluidkanal der Grundplatte in einen dritten Fluidkanal der Grundplatte. Ein dritter dieser dritten Fluidkanäle ist entsprechend dem ersten dieser dritten Fluidkanäle der zweiten dieser ersten Fluidführungseinrichtungen ausgebildet und dient der Überführung des Temperierfluids aus einem vierten Fluidkanal der Grundplatte in eine unabhängige Fluidrückleitung.The second of these first fluid guiding devices preferably has at least two or three of these third fluid channels. This particular embodiment is intended for a base plate having four fluid channels, these four fluid channels extending substantially parallel between the first end and the second end of the base plate. A first of these third fluid channels extends through the second of these first fluid guiding devices between one of the connecting pieces and one of these access openings in the direction of a first fluid channel of the base plate. A second of these third fluid channels is formed substantially pocket-shaped within the second of these first fluid guide means and serves the transfer from a second fluid channel of the base plate in a third fluid channel of the base plate. A third of these third fluid channels is formed according to the first of these third fluid channels of the second of these first fluid guide devices and serves to transfer the tempering fluid from a fourth fluid channel of the base plate into an independent fluid return line.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass mit der zweiten dieser ersten Fluidführungseinrichtungen die Fluidkanäle der Grundplatte mit Temperierfluid versorgbar sind. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass mit der zweiten dieser ersten Fluidführungseinrichtungen das Temperierfluid mit der fünften Fluidführungseinrichtung ausgetauscht werden kann. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass Wärmeenergie mit dem ersten HV-Anschlusselement ausgetauscht werden kann.This preferred development offers the particular advantage that the fluid channels of the base plate can be supplied with tempering fluid with the second of these first fluid guiding devices. In particular, this preferred development offers the advantage that the tempering fluid can be exchanged with the fifth fluid guiding device with the second of these first fluid guiding devices. This preferred development offers the particular advantage that heat energy can be exchanged with the first HV connection element.
Weitere Aspekte der ErfindungFurther aspects of the invention
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie mit den Schritten
S35 Bereitstellen eines dieser Slave-Module, vorzugsweise ausgebildet gemäß einem der Vorrichtungsansprüche,
mit wenigstens zwei dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen, welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind,
mit einem dieser ersten Modulgehäuse zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen,
S36 Bereitstellen eines dieser Master-Module, vorzugsweise ausgebildet gemäß einem der Vorrichtungsansprüche,
mit wenigstens zwei dieser elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen, welche miteinander, vorzugsweise in Reihe, verschaltbar sind,
mit einem dieser zweiten Modulgehäuse zur Aufnahme der Energiespeichereinrichtungen,
mit einer dieser Steuereinrichtungen zur Steuerung der Energiespeichereinrichtungen,
mit zwei dieser Vorrichtungsanschlüsse unterschiedlicher Polarität zur Bereitstellung der elektrischen Spannung der Energiespeichereinrichtungen,
vorzugsweise mit dieser Funktionsbaugruppe,
S37 Bereitstellen einer der ersten Funktionseinrichtungen, vorzugsweise ausgebildet gemäß einem der Vorrichtungsansprüche,
welche mit dem zweiten Modulgehäuse und mit wenigstens einem der ersten Modulgehäuse mechanisch verbindbar ist,
welche ausgestaltet ist zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, einer dieser elektrischen Verschaltungseinrichtungen, wobei die Verschaltungseinrichtung ausgestaltet ist zur elektrischen Verbindung der Energiespeichereinrichtungen des Slave-Moduls mit den Vorrichtungsanschlüssen,
welche ausgestaltet ist zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, einer dieser Signalübertragungseinrichtungen, wobei die Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung von Signalen zwischen der Steuereinrichtung und dem Slave-Modul ausgestaltet ist,
welche vorzugsweise ausgestaltet ist zum Aufnehmen, vorzugsweise zum Abstützen, einer dieser fünften Fluidführungseinrichtungen,
S38 mechanisches Verbinden der ersten Funktionseinrichtung mit wenigstens einem der Modulgehäuse, vorzugsweise mit dem zweiten Modulgehäuse und wenigstens einem der ersten Modulgehäuse,
S39 elektrisches Verbinden der Energiespeichereinrichtungen des Slave-Moduls mit der Verschaltungseinrichtung,
S40 elektrisches Verbinden der Steuereinrichtung mit der Signalübertragungseinrichtung,
vorzugsweise mit wenigstens einem der Schritte
S41 Einsetzen wenigstens eines dieser Befestigungselemente in wenigstens eine dieser Befestigungsausnehmungen, vorzugsweise in eine der Befestigungsausnehmungen des Slave-Moduls und in eine der Befestigungsausnehmungen des Master-Moduls, und/oder
S42 Verbinden der fünften Fluidführungseinrichtung mit der Temperiereinrichtung des Slave-Moduls, vorzugsweise mit der Temperiereinrichtung des Master-Moduls.A second aspect of the invention relates to a method of manufacturing an energy storage device for providing electrical energy with the steps
S35 providing one of these slave modules, preferably designed according to one of the device claims,
with at least two of these electrochemical energy storage devices which are interconnectable, preferably in series,
with one of these first module housings for receiving the energy storage devices,
S36 providing one of these master modules, preferably designed according to one of the device claims,
with at least two of these electrochemical energy storage devices which are interconnectable, preferably in series,
with one of these second module housings for receiving the energy storage devices,
with one of these control devices for controlling the energy storage devices,
with two of these device terminals of different polarity for providing the electrical voltage of the energy storage devices,
preferably with this functional assembly,
S37 providing one of the first functional devices, preferably designed according to one of the device claims,
which is mechanically connectable to the second module housing and to at least one of the first module housing,
which is designed for receiving, preferably for supporting, one of these electrical interconnection devices, wherein the interconnection device is designed for the electrical connection of the energy storage devices of the slave module to the device connections,
which is designed for receiving, preferably for supporting, one of these signal transmission devices, wherein the signal transmission device is designed to transmit signals between the control device and the slave module,
which is preferably designed for receiving, preferably for supporting, one of these fifth fluid guiding devices,
S38 mechanically connecting the first functional device to at least one of the module housings, preferably to the second module housing and at least one of the first module housings,
S39 electrically connecting the energy storage devices of the slave module to the interconnection device,
S40 electrically connecting the control device to the signal transmission device,
preferably with at least one of the steps
S41 inserting at least one of these fastening elements into at least one of these fastening recesses, preferably into one of the fastening recesses of the slave module and into one of the fastening recesses of the master module, and / or
S42 connecting the fifth fluid guiding device with the tempering device of the slave module, preferably with the tempering device of the master module.
Schritt S35 ist vorzugsweise für erhöhte Leistungsabgabe und/oder erhöhte Ladekapazität der Energiespeichervorrichtung mehrfach durchzuführen, worauf die Energiespeichervorrichtung mehrere Slave-Module aufweist.Step S35 is preferably performed multiple times for increased power output and / or increased charge capacity of the energy storage device, whereupon the energy storage device comprises a plurality of slave modules.
Vorzugsweise werden mit den Schritten S35 und S36 wenigstens eines dieser Slave-Module und das Master-Modul benachbart zueinander angeordnet, vorzugsweise vor Schritt S38.Preferably, with steps S35 and S36, at least one of these slave modules and the master module are arranged adjacent to each other, preferably before step S38.
Vorzugsweise nimmt die erste Funktionseinrichtung im Anschluss an Schritt S37 die Verschaltungseinrichtung, die Signalübertragungseinrichtung und/oder die fünfte Fluidführungseinrichtung auf. Besonders bevorzugt stützt die erste Funktionseinrichtung im Anschluss an Schritt S37 die Verschaltungseinrichtung, die Signalübertragungseinrichtung und/oder die fünfte Fluidführungseinrichtung ab.The first functional device preferably accommodates the interconnecting device, the signal transmission device and / or the fifth fluid guiding device following step S37. The first functional device particularly preferably supports the interconnecting device, the signal transmission device and / or the fifth fluid guiding device after step S37.
Die Reihenfolge der Schritte S35, S36 und S37 in beliebig. Die Schritte S35, S36, S37 sollen vor den Schritten S38, S39, S40 durchgeführt sein. Die Reihenfolge der Schritte S35 bis S37 kann, insbesondere für weniger Fertigungsaufwand, an die Gegebenheiten der Fertigungsstätte und/oder an die Fertigungseinrichtungen angepasst werden.The order of steps S35, S36 and S37 in any. The steps S35, S36, S37 should be performed before the steps S38, S39, S40. The sequence of steps S35 to S37 can, in particular for less production costs, be adapted to the conditions of the production site and / or to the production facilities.
Schritt S38 ist öfter durchzuführen, wenn die Energiespeichervorrichtung mehrere Slave-Module aufweist, vorzugsweise für erhöhte Leistungsabgabe und/oder erhöhte Ladekapazität der Energiespeichervorrichtung. Step S38 is to be performed more frequently when the energy storage device has a plurality of slave modules, preferably for increased power output and / or increased charge capacity of the energy storage device.
Eine bestimmte Reihenfolge der Schritte S38, S39 und S40 ist nicht zwingend. Die Reihenfolge der Schritte S38 bis S40 kann, insbesondere für weniger Fertigungsaufwand, an die Gegebenheiten der Fertigungsstätte und/oder an die Fertigungseinrichtungen angepasst werden. Die Durchführung der Schritte S39, S40 nach Abschluss von Schritt S38 bietet insbesondere den Vorteil einer vereinfachten Ausführung von S39, S40.A particular order of steps S38, S39 and S40 is not mandatory. The sequence of steps S38 to S40 can be adapted to the conditions of the production facility and / or to the production facilities, in particular for less production outlay. The implementation of steps S39, S40 after completion of step S38 offers, in particular, the advantage of a simplified embodiment of S39, S40.
Die Weiterbildung des Herstellverfahrens mit Schritt 41 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Befestigung der Module bzw. Modulgehäuse am Bestimmungsort der Energiespeichervorrichtung vereinfacht ist. Bevorzugt wird Schritt S41 vor S38 durchgeführt, wodurch insbesondere die Durchführung von Schritt S41 vereinfacht ist.The development of the manufacturing method with
Vorzugsweise wird während Schritt S41 dasselbe Befestigungselement sowohl in eine der Befestigungsausnehmungen des Slave-Moduls und in eine der Befestigungsausnehmungen des Master-Moduls eingesetzt. Vorzugsweise wird Schritt S41 bei höheren Massen der Module und/oder bei höheren Beschleunigungen während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung mehrfach durchgeführt, sodass mehrere Befestigungselemente zur Befestigung der Modulgehäuse bzw. Module zur Verfügung stehen.Preferably, during step S41, the same fastener is inserted into both one of the mounting recesses of the slave module and one of the mounting recesses of the master module. Preferably, step S41 is carried out repeatedly at higher masses of the modules and / or at higher accelerations during operation of the energy storage device, so that a plurality of fastening elements are available for fastening the module housings or modules.
Die Weiterbildung des Herstellverfahrens mit Schritt 42 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperierung der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise die Wärmeabfuhr aus den Energiespeichereinrichtungen, vereinfacht ist, vorzugsweise für verlängerte Betriebsdauer der Energiespeichereinrichtungen. Bevorzugt wird Schritt S42 vor S38 durchgeführt, wodurch insbesondere die Durchführung von Schritt S42 vereinfacht ist.The further development of the manufacturing method with step 42 offers in particular the advantage that the temperature control of the energy storage devices, preferably the heat removal from the energy storage devices, is simplified, preferably for a longer service life of the energy storage devices. Preferably, step S42 is performed before S38, whereby in particular the execution of step S42 is simplified.
Vorzugsweise ist Schritt S42 öfter durchzuführen, wenn die Energiespeichervorrichtung mehrere Slave-Module aufweist, vorzugsweise für erhöhte Leistungsabgabe und/oder erhöhte Ladekapazität der Energiespeichervorrichtung.Preferably, step S42 is more often performed when the energy storage device comprises a plurality of slave modules, preferably for increased power output and / or increased charge capacity of the energy storage device.
Indem das Master-Modul die Steuereinrichtung aufweist, die erste Funktionseinrichtung die Modulgehäuse des Master-Moduls und des wenigstens einen Slave-Moduls verbinden und die Verschaltungseinrichtung aufnehmen kann, ist die Anzahl der Baugruppen bei der Montage der Energiespeichervorrichtung verringert.By virtue of the master module having the control device, the first functional device connecting the module housing of the master module and the at least one slave module and being able to receive the interconnection device, the number of modules during assembly of the energy storage device is reduced.
So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.This solves the underlying task.
Indem
- • die Steuereinrichtung, vorzugsweise gemeinsam mit der Signalübertragungseinrichtung, zur Steuerung sämtlicher Energiespeichereinrichtungen der Energiespeichervorrichtung ausgestaltet ist, und
- • die Verschaltungseinrichtung die Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen des wenigstens einen Slave-Moduls mit den Energiespeichereinrichtungen des Master-Moduls ermöglicht, und
- • die erste Funktionseinrichtung die mehreren Modulgehäuse miteinander mechanisch verbinden kann,
- The control device, preferably together with the signal transmission device, is designed to control all the energy storage devices of the energy storage device, and
- • The interconnection device enables the interconnection of the energy storage devices of the at least one slave module with the energy storage devices of the master module, and
- The first functional device can mechanically connect the several module housings to one another,
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Funktionsbaugruppe, vorzugsweise gemäß der entsprechenden vorgenannten Weiterbildung. Das Verfahren weist die Schritte auf:
S18 Bereitstellen eines Gehäusedeckels, ausgestaltet zum Verbinden mit einem Gehäusemittelteil, wobei vorzugsweise das Gehäusemittelteil gemäß einer der vorgenannten Weiterbildungen ausgestaltet ist,
S19 Vorbereiten einer Elektronikbaugruppe, welche mit dem Gehäusedeckel verbindbar ist, wobei die Elektronikbaugruppe aufweist
eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Energiespeichervorrichtung, zwei Vorrichtungsanschlüssen zur Bereitstellung elektrischer Energie aus der Zellanordnung,
vorzugsweise eine Messeinrichtung zum Erfassen eines physikalischen Parameters wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen oder einer der Zellanordnungen,
vorzugsweise mit einer Datenschnittstelle zum Austausch von Daten oder Messwerten zwischen der Steuereinrichtung mit einer übergeordneten Steuerung, wobei die Elektronikbaugruppe mit dem
S20 Einbringen wenigstens eines Anschlussstücks in den Gehäusedeckel zum Austausch eines Temperierfluids mit dem wenigstens einen Slave-Modul und/oder mit dem Master-Modul und zur Durchführung des Temperierfluids durch den Gehäusedeckel, vorzugsweise nach Schritt S18,
S21 Verbinden, vorzugsweise lösbar, der Elektronikbaugruppe mit dem Gehäusedeckel, vorzugsweise nach Schritt S18, vorzugsweise nach Schritt S19.A third aspect of the invention relates to a method for producing a functional assembly, preferably according to the corresponding aforementioned development. The method comprises the steps:
S18 providing a housing cover, configured for connection to a housing middle part, wherein preferably the housing middle part is configured according to one of the aforementioned developments,
S19 Prepare an electronic assembly connectable to the housing cover, the electronics assembly comprising
a control device for controlling the energy storage device, two device ports for providing electrical energy from the cell assembly,
preferably a measuring device for detecting a physical parameter of at least one of the energy storage devices or one of the cell arrangements,
preferably with a data interface for the exchange of data or measured values between the control device with a higher-level control, wherein the electronic module with the
S20 introduction of at least one connection piece into the housing cover for exchanging a tempering fluid with the at least one slave module and / or with the master module and for passing the tempering fluid through the housing cover, preferably after step S18,
S21 connect, preferably releasably, the electronics assembly to the housing cover, preferably after step S18, preferably after step S19.
Vorzugsweise sind im Anschluss an Schritt S19 wenigstens die Steuereinrichtung, die Messeinrichtung, vorzugsweise wenigstens eine der Schalteinrichtungen, von dem Baugruppengehäuse umgeben. Vorzugsweise wird Schritt S19 derart ausgeführt, dass die Vorrichtungsanschlüsse in einem gegenüber der Umgebung isolierbaren Teilgehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise wird während Schritt S19 wenigstens ein steuerbares Schaltelement in den Strompfad zwischen einem der Vorrichtungsanschlüsse und der Zellanordnung eingefügt bzw. geschaltet.Preferably, following step S19, at least the control device, which Measuring device, preferably at least one of the switching devices, surrounded by the module housing. Preferably, step S19 is carried out such that the device connections are arranged in a part housing which can be insulated from the environment. Preferably, during step S19, at least one controllable switching element is inserted in the current path between one of the device terminals and the cell array.
Vorzugsweise wird Schritt S20 zweimal durchgeführt, worauf die Funktionsbaugruppe ein erstes Anschlussstück zur fluidleitenden Verbindung mit einer Fluidzuleitung und ein zweites Anschlussstück zur fluidleitenden Verbindung mit einer Fluidrückleitung aufweist.Step S20 is preferably carried out twice, whereupon the functional module has a first connection piece for fluid-conducting connection to a fluid supply line and a second connection piece for fluid-conducting connection to a fluid return line.
Vorzugsweise wird Schritt S21 derart ausgeführt, dass die Elektronikbaugruppe an der inneren Mantelfläche des Gehäusedeckels befestigt ist, welche nach dem Verschließen des Aufnahmeraums mit dem Gehäusedeckel der Zellanordnung zugewandt ist. Vorzugsweise wird Schritt S21 derart ausgeführt, dass die Vorrichtungsanschlüsse, und vorzugsweise die Datenschnittstelle, der Elektronikbaugruppe gegenüberliegend der inneren Mantelfläche des Gehäusedeckels mit der äußeren Mantelfläche des Gehäusedeckels verbunden ist. Vorzugsweise wird Schritt S21 derart ausgeführt, dass die Vorrichtungsanschlüsse durch den Gehäusedeckel hindurch mit der Zellanordnung elektrisch verbunden sind, wobei besonders bevorzugt ein steuerbares Schaltelement in den Strompfad zwischen einem der Vorrichtungsanschlüsse und der Zellanordnung geschaltet bzw. eingefügt ist.Preferably, step S21 is carried out such that the electronic assembly is attached to the inner circumferential surface of the housing cover, which faces after closing the receiving space with the housing cover of the cell assembly. Preferably, step S21 is carried out in such a way that the device connections, and preferably the data interface, of the electronic module are connected to the outer jacket surface of the housing cover opposite the inner jacket surface of the housing cover. Preferably, step S21 is performed such that the device terminals are electrically connected to the cell assembly through the housing cover, and more preferably a controllable switching element is inserted in the current path between one of the device terminals and the cell assembly.
Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrischen Bauteile, welche zum Betrieb der Zellanordnung erforderlich sind, zeitlich unabhängig von der Herstellung der Energiespeichervorrichtung zusammengefasst werden können. Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die Funktionsbaugruppe mit den zum Betrieb der Zellanordnung erforderlichen elektrischen Bauteilen weitgehende unabhängig von der Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung vorbereitet werden kann. Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die vorbereitete Funktionsbaugruppe die Herstellung der Energiespeichervorrichtung vereinfacht.In particular, this method offers the advantage that the electrical components which are required for operating the cell arrangement can be combined temporally independently of the production of the energy storage device. In particular, this method offers the advantage that the functional module with the electrical components required for operating the cell arrangement can be prepared largely independently of the number of energy storage devices of the cell arrangement. This method offers the particular advantage that the prepared functional module simplifies the production of the energy storage device.
So wird die zugrundeliegende Aufgabe gelöst.This solves the underlying task.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie, wobei das wenigstens eine Slave-Modul, vorzugsweise das Master-Modul, vorzugsweise ausgebildet gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einer bevorzugten Weiterbildung, wenigstens eine dieser Zellanordnungen und wenigstens eine dieser Temperiereinrichtungen aufweist.A fourth aspect of the invention relates to a method for producing an energy storage device for providing electrical energy, wherein the at least one slave module, preferably the master module, preferably designed according to the first aspect of the invention or a preferred development, at least one of these cell arrangements and at least having one of these tempering.
Die Zellanordnung weist wenigstens drei miteinander verschaltbare dieser Energiespeichereinrichtungen mit jeweils einer ersten Kantenlänge auf. Die zweite Energiespeichereinrichtung ist zwischen der ersten und der dritten Energiespeichereinrichtung angeordnet. Jede der Energiespeichereinrichtungen wenigstens zwei dieser Stromableiter unterschiedlicher Polarität, vorzugsweise mit diesen Kontaktierungsabschnitten, auf.The cell arrangement has at least three interconnected of these energy storage devices, each having a first edge length. The second energy storage device is arranged between the first and the third energy storage device. Each of the energy storage devices at least two of these current conductors of different polarity, preferably with these Kontaktierungsabschnitten on.
Die Temperiereinrichtung weist wenigstens eine dieser Grundplatten, wenigstens eine dieser ersten Fluidführungseinrichtungen und wenigstens eine dieser Verbindungseinrichtungen auf.The tempering device has at least one of these base plates, at least one of these first fluid guiding devices and at least one of these connecting devices.
Das Verfahren weist die Schritte auf:
S1 Verbinden, vorzugsweise stoffschlüssig, der Grundplatte, welche wenigstens zwei Fluidkanäle zur Führung eines Temperierfluids aufweist, welche sich wenigstens abschnittsweise durch die Grundplatte erstrecken, mit wenigstens einer dieser, vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmigen, ersten Fluidführungseinrichtungen, welche mit wenigstens einem dritten Fluidkanal ausgebildet ist zum Austausch des Temperierfluids mit einem der Fluidkanäle der Grundplatte, vorzugsweise zur Überführung des Temperierfluids aus dem ersten Fluidkanal in den zweiten Fluidkanal,
wobei die Grundplatte wenigstens mit der zweiten Energiespeichereinrichtung wärmeleitend verbindbar ist,
wobei die wenigstens eine Fluidführungseinrichtung mit der ersten oder dritten Energiespeichereinrichtung wärmeleitend verbindbar ist,
S2 Verbinden, vorzugsweise stoffschlüssig, wenigstens einer dieser Verbindungseinrichtungen mit der Grundplatte, vorzugsweise mit der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung, wobei die wenigstens eine Verbindungseinrichtung mehrere, mit einem vorbestimmten Rastermaß zueinander angeordnete erste Verbindungsmittel aufweist zur mechanischen Verbindung mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, wobei das vorbestimmte Rastermaß an die erste Kantenlänge angepasst ist, vorzugsweise im Wesentlichen der ersten Kantenlänge entspricht, vorzugsweise nach Schritt S1, worauf eine Temperiereinrichtung gebildet ist, welche zum Wärmetausch mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise zum Halten der Zellanordnung, ausgestaltet ist,
S3 Anordnen der zweiten Energiespeichereinrichtung zwischen der ersten und der dritten Energiespeichereinrichtung, sodass die zweite Energiespeichereinrichtung die erste und die dritte Energiespeichereinrichtung berührt,
S4 Verbinden, vorzugsweise mechanisch, der wenigstens einen Verbindungseinrichtung mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen mittels wenigstens eines der ersten Verbindungsmittel, vorzugsweise nach Schritt S2, vorzugsweise nach Schritt S3,
S7 Verschalten von wenigstens zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden eines Stromableiters einer dieser Energiespeichereinrichtungen mit einem Stromableiter einer weiteren, vorzugsweise einer benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise in Reihenschaltung, worauf die Zellanordnung gebildet ist, worauf die elektrische Spannung der Zellanordnung an einem Stromableiter der ersten Energiespeichereinrichtung und an einem Stromableiter der dritten Energiespeichereinrichtung abgreifbar ist, vorzugsweise nach Schritt S3,
wobei vorzugsweise die Länge der Temperiereinrichtung im Wesentlichen einem ganzzahligen Vielfachen der ersten Kantenlänge entspricht, oder im Wesentlichen der Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen entspricht, oder kleiner oder gleich der Länge der Zellanordnung ist,
vorzugsweise mit wenigstens einem der Schritte
S5 Ablängen der Grundplatte von einem, vorzugsweise plattenförmigen, ersten Rohling, wobei wenigstens zwei Fluidkanäle zur Führung eines Temperierfluids sich wenigstens abschnittsweise durch die Grundplatte bzw. den ersten Rohling erstrecken, worauf die Länge der Grundplatte geringer als die Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen ist, wobei vorzugsweise der erste Rohling mit einem Stranggussprofil ausgebildet ist, und/oder
S6 Ablängen der Verbindungseinrichtung von einem zweiten Rohling, wobei der zweite Rohling mehrere, mit einem vorbestimmten Rastermaß zueinander angeordnete, erste Verbindungsmittel aufweist zur mechanischen Verbindung mit wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, wobei das vorbestimmte Rastermaß im Wesentlichen der ersten Kantenlänge entspricht, wobei vorzugsweise der zweite Rohling mit einem Spritzgussteil ausgebildet ist, worauf vorzugsweise die Länge der Verbindungseinrichtung derart bemessen ist, dass die Anzahl der ersten Verbindungsmittel der Verbindungseinrichtung im Wesentlichen der Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung entspricht.The method comprises the steps:
S1 connect, preferably cohesively, the base plate having at least two fluid channels for guiding a tempering fluid, which extend at least partially through the base plate, with at least one of these, preferably substantially plate-shaped, first fluid guide means, which is formed with at least one third fluid channel to Replacement of the tempering fluid with one of the fluid channels of the base plate, preferably for transferring the tempering fluid from the first fluid channel into the second fluid channel,
wherein the base plate is thermally conductively connectable to at least the second energy storage device,
wherein the at least one fluid guiding device can be connected in a heat-conducting manner to the first or third energy storage device,
S2 connecting, preferably cohesively, at least one of these connecting devices to the base plate, preferably to the at least one fluid guiding device, the at least one connecting device having a plurality of first connecting means arranged at a predetermined pitch for mechanical connection to at least one of the energy storage devices, wherein the predetermined pitch is adapted to the first edge length, preferably substantially corresponds to the first edge length, preferably after step S1, whereupon a tempering device is formed, which is designed for heat exchange with at least one of the energy storage devices, preferably for holding the cell assembly,
S3 arranging the second energy storage device between the first and the third energy storage device such that the second energy storage device contacts the first and the third energy storage device,
S4 connect, preferably mechanically, the at least one connection device with at least one of the energy storage devices by means of at least one of the first connection means, preferably after step S2, preferably after step S3,
S7 interconnecting at least two of these energy storage devices, preferably cohesively connecting a Stromableiters one of these energy storage devices with a conductor of another, preferably adjacent, these energy storage devices, preferably in series, whereupon the cell assembly is formed, whereupon the voltage of the cell assembly to a current conductor of the first Energy storage device and can be tapped at a current conductor of the third energy storage device, preferably after step S3,
wherein preferably the length of the tempering device substantially corresponds to an integer multiple of the first edge length, or substantially equal to the sum of the first edge lengths of the energy storage devices, or is less than or equal to the length of the cell arrangement,
preferably with at least one of the steps
S5 cutting the base plate from a, preferably plate-shaped, first blank, wherein at least two fluid channels for guiding a tempering at least partially extend through the base plate or the first blank, whereupon the length of the base plate is less than the sum of the first edge lengths of the energy storage devices, wherein preferably the first blank is formed with a continuous casting profile, and / or
S6 cutting the connecting device from a second blank, wherein the second blank has a plurality of first spaced interconnected means for mechanically connecting to at least one of the energy storage devices, wherein the predetermined pitch substantially corresponds to the first edge length, preferably the second blank is formed with an injection molded part, whereupon preferably the length of the connecting device is dimensioned such that the number of first connecting means of the connecting device substantially corresponds to the number of energy storage devices of the cell assembly.
Vorzugsweise erfolgt das stoffschlüssige Verbinden gemäß Schritt S1 mit einem Schweißverfahren. Vorzugsweise wird Schritt S1 zweimal durchgeführt, wenn die Temperiereinrichtung zwei dieser ersten Fluidführungseinrichtungen aufweist. Vorzugsweise wird während Schritt S1 die erste Fluidführungseinrichtung bezüglich der Grundplatte derart ausgerichtet, dass wenigstens einer oder mehrere der Fluidkanäle der Grundplatte jeweils ohne einen seitlichen Versatz in einen der dritten Fluidkanäle der ersten Fluidführungseinrichtung münden.The cohesive joining preferably takes place according to step S1 with a welding process. Preferably, step S1 is performed twice when the tempering device has two of these first fluid guiding devices. Preferably, during step S1, the first fluid guiding device is aligned with respect to the base plate such that at least one or more of the fluid channels of the base plate each open into one of the third fluid channels of the first fluid guiding device without a lateral offset.
Vorzugsweise wird Schritt S2 wenigstens zweimal ausgeführt zur Verbindung von zwei dieser Verbindungseinrichtungen mit, vorzugsweise gegenüberliegenden Mantelflächen, der Grundplatte, vorzugsweise auch mit der wenigstens einen Fluidführungseinrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Einleitung von Massenkräften in die Temperiereinrichtung während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung verbessert ist.Preferably, step S2 is carried out at least twice to connect two of these connecting devices with, preferably opposite lateral surfaces of the base plate, preferably also with the at least one fluid guiding device. This preferred embodiment has the advantage that the introduction of inertial forces is improved in the tempering during operation of the energy storage device.
Vorzugsweise kann Schritt S3 derart ausgeführt werden, dass im Betriebszustand der Zellanordnung bzw. der Energiespeichervorrichtung die erste Mantelfläche einer ersten dieser Energiespeichereinrichtungen oberhalb der ersten Mantelfläche einer zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen angeordnet ist. Wenn die ersten Schenkel der Stromableiter dieser beiden Energiespeichereinrichtungen gleich lang sind, dann kommt der zweite Schenkel des Stromableiters der ersten dieser Energiespeichereinrichtungen auf dem zweiten Schenkel des Stromableiters der zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen zu liegen. Wenn die beiden Energiespeichereinrichtungen mit abgewinkelten ersten Verbindungseinrichtungen ausgestaltet sind und diese ersten Verbindungseinrichtungen sich gleich weit aus den zweiten Mantelflächen erstrecken, dann kommt der abgewinkelte Schenkel der ersten Verbindungseinrichtung der ersten Energiespeichereinrichtung oberhalb des abgewinkelten Schenkels der ersten Verbindungseinrichtung der zweiten Energiespeichereinrichtung zu liegen.Preferably, step S3 can be carried out such that in the operating state of the cell arrangement or the energy storage device, the first lateral surface of a first of these energy storage devices above the first lateral surface of a second of these energy storage devices is arranged. If the first legs of the current conductors of these two energy storage devices are the same length, then the second leg of the current collector of the first of these energy storage devices comes to rest on the second leg of the current collector of the second of these energy storage devices. If the two energy storage devices are configured with angled first connection devices and these first connection devices extend equally far out of the second lateral surfaces, then the angled leg of the first connection device of the first energy storage device comes to rest above the angled leg of the first connection device of the second energy storage device.
Alternativ kann Schritt S3 derart ausgeführt werden, dass im Betriebszustand der Zellanordnung bzw. der Energiespeichervorrichtung die erste Mantelfläche der ersten dieser Energiespeichereinrichtungen unterhalb der ersten Mantelfläche der zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen angeordnet ist. Wenn die ersten Schenkel der Stromableiter dieser beiden Energiespeichereinrichtungen gleich lang sind, dann kommt der zweite Schenkel des Stromableiters der ersten dieser Energiespeichereinrichtungen unter dem zweiten Schenkel des Stromableiters der zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen zu liegen. Wenn die beiden Energiespeichereinrichtungen mit abgewinkelten ersten Verbindungseinrichtungen ausgestaltet sind und diese ersten Verbindungseinrichtungen sich gleich weit aus den zweiten Mantelflächen erstrecken, dann kommt der abgewinkelte Schenkel der ersten Verbindungseinrichtung der ersten Energiespeichereinrichtung unterhalb des abgewinkelten Schenkels der ersten Verbindungseinrichtung der zweiten Energiespeichereinrichtung zu liegen.Alternatively, step S3 can be carried out such that in the operating state of the cell arrangement or the energy storage device, the first lateral surface of the first of these energy storage devices is arranged below the first lateral surface of the second of these energy storage devices. If the first legs of the current conductors of these two energy storage devices are the same length, then the second leg of the current collector of the first of these energy storage devices comes to rest under the second leg of the current collector of the second of these energy storage devices. If the two energy storage devices are configured with angled first connection devices and these first connection devices extend equally far out of the second lateral surfaces, then the angled leg of the first connection device of the first energy storage device comes to lie below the angled leg of the first connection device of the second energy storage device.
Diese alternativen Ausführungen von Schritt S3 bieten insbesondere den Vorteil, dass die Verschaltung benachbarter Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist.These alternative embodiments of step S3 offer the particular advantage that the interconnection of adjacent energy storage devices is simplified.
Vorzugsweise wird Schritt S7 mehrfach ausgeführt, wobei die Anzahl der Schritte S7 abhängig ist von der Zahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung. Preferably, step S7 is executed several times, wherein the number of steps S7 depends on the number of energy storage devices of the cell arrangement.
Die Temperiereinrichtung ist ausgestaltet zur Abfuhr von Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung aus einer oder mehreren der Energiespeichereinrichtungen, mit welchen die Temperiereinrichtung wärmeleitend verbindbar ist, vorzugsweise wenn eine Temperatur der Energiespeichereinrichtung eine zulässige Maximaltemperatur überschreitet. Mit der Temperiereinrichtung kann Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung aus einer dieser Energiespeichereinrichtungen, welche mit der Temperiereinrichtung wärmeleitend verbunden ist, abgeführt werden. Damit wird einer Temperaturerhöhung der Energiespeichereinrichtung begegnet, vorzugsweise kann die Temperatur der Energiespeichereinrichtung verringert werden. Mit geringeren Temperaturen während des Betriebs der Energiespeichereinrichtung können unumkehrbare chemische Reaktionen, welche zur Passivierung von Bereichen der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung führen können, verringert werden. Damit wird die Fähigkeit der Energiespeichereinrichtung bzw. der Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie über einen längeren Zeitraum erhalten.The tempering device is configured to dissipate heat energy or heat output from one or more of the energy storage devices, with which the tempering is thermally conductively connectable, preferably when a temperature of the energy storage device exceeds an allowable maximum temperature. With the tempering heat energy or heat output from one of these energy storage devices, which is thermally conductively connected to the tempering, be dissipated. In order for a temperature increase of the energy storage device is met, preferably, the temperature of the energy storage device can be reduced. With lower temperatures during operation of the energy storage device, irreversible chemical reactions that can lead to passivation of regions of the electrochemical energy storage device can be reduced. Thus, the ability of the energy storage device or the energy storage device to provide electrical energy over a longer period is obtained.
Darüber hinaus bietet die Temperiereinrichtung vorzugsweise den Effekt, dass sie Kräfte aus der Masse der jeweiligen Energiespeichereinrichtungen während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung aufnehmen kann, vorzugsweise bei Vibrationen oder Stößen, dass sie einer unerwünschten Relativbewegung einer der Energiespeichereinrichtungen bezüglich einer benachbarten Energiespeichereinrichtung entgegenwirken kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass einer mechanischen Schädigung einer der Energiespeichereinrichtungen entgegengewirkt kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass die Fähigkeit der Energiespeichereinrichtung bzw. der Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie über einen längeren Zeitraum erhalten werden kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass einer Unterbrechung der elektrischen Verschaltung benachbarte Energiespeichereinrichtung entgegengewirkt werden kann.In addition, the tempering device preferably has the effect that it can absorb forces from the mass of the respective energy storage devices during operation of the energy storage device, preferably vibrations or shocks, that it can counteract unwanted relative movement of one of the energy storage devices with respect to an adjacent energy storage device. This is preferably accompanied by the advantage that a mechanical damage to one of the energy storage devices can be counteracted. This is preferably associated with the advantage that the ability of the energy storage device or the energy storage device to provide electrical energy over a longer period can be obtained. This is preferably accompanied by the advantage that an interruption of the electrical interconnection adjacent energy storage device can be counteracted.
Darüber hinaus bieten die ablängbare Grundplatte in Verbindung mit der wenigstens einen ablängbaren Verbindungseinrichtung vorzugsweise den Effekt, dass die Temperiereinrichtung mit wenig Aufwand an unterschiedliche Anzahlen von Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung bzw. die Länge der Zellanordnung angepasst werden kann. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass Material für Grundplatte und Verbindungseinrichtung und/oder Bauraum gespart werden können. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass ungenutzte Wärmetauschfläche vermieden wird. Damit geht vorzugsweise der Vorteil einher, dass die Temperiereinrichtung bzw. die Energiespeichervorrichtung mit vorgefertigten Rohlingen gefertigt werden kann.In addition, the ablängbare base plate in conjunction with the at least one ablängbaren connection means preferably have the effect that the tempering can be adjusted with little effort to different numbers of energy storage devices of the cell assembly or the length of the cell assembly. This is preferably associated with the advantage that material for base plate and connecting device and / or space can be saved. This is preferably associated with the advantage that unused heat exchange surface is avoided. This is preferably associated with the advantage that the tempering device or the energy storage device can be manufactured with prefabricated blanks.
Vorzugsweise wird für Schritt S5 ein vorgefertigter erster Rohling, vorzugsweise ein vorgefertigtes Stranggussprofil, vorbestimmter Länge, vorzugsweise mit eingebrachten Fluidkanälen, verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S5 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Länge der Temperiereinrichtung an die Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung angepasst werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S5 bietet insbesondere den Vorteil, dass Material für Grundplatten für weitere Temperiereinrichtungen gespart werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S5 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Herstellung der Energiespeichervorrichtung mit einer vorgefertigten Grundplatte bzw. mit einem vorgefertigten ersten Rohling erfolgen kann.Preferably, for step S5, a prefabricated first blank, preferably a prefabricated continuous cast profile, of predetermined length, preferably with fluid channels introduced, is used. The combination of the aforementioned production method with step S5 offers the particular advantage that the length of the tempering device can be adapted to the number of energy storage devices of the cell arrangement. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S5 offers in particular the advantage that material for base plates can be saved for further tempering devices. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S5 offers the particular advantage that the production of the energy storage device can be done with a prefabricated base plate or with a prefabricated first blank.
Vorzugsweise wird für Schritt S6 ein vorgefertigter zweiter Rohling, besonders bevorzugt ein vorgefertigtes Polymerprofil, vorbestimmter Länge verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S6 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Länge der Verbindungseinrichtung an die Länge der Grundplatte angepasst werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S6 bietet insbesondere den Vorteil, dass Material für Verbindungseinrichtungen für weitere Temperiereinrichtungen gespart werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S6 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Herstellung der Energiespeichervorrichtung mit einer vorgefertigten Verbindungseinrichtung bzw. mit einem vorgefertigten zweiten Rohling erfolgen kann Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Verfahren wenigstens einen der folgenden Schritte auf:
S8 Verschalten eines ersten HV-Anschlusselements, vorzugsweise ausgebildet gemäß Anspruch 9, mit einer der Energiespeichereinrichtungen und eines zweiten HV-Anschlusselements, vorzugsweise ausgebildet gemäß Anspruch 9, mit einer weiteren der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden des ersten HV-Anschlusselements mit einem Stromableiter der ersten Energiespeichereinrichtung und des zweiten HV-Anschlusselements mit einem Stromableiter der dritten Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise nach Schritt S7, und/oder
S16 Ablängen einer Spannungsfühlereinrichtung, vorzugsweise ausgebildet gemäß Anspruch 10, welche mehrere Kontaktflächen zur elektrischen Verbindung mit Stromableitern der Energiespeichereinrichtungen und vorzugsweise einen Schnittstelleneinrichtung aufweist, wobei wenigstens zwei dieser Kontaktflächen zueinander im Wesentlichen der ersten Kantenlänge entsprechend angeordnet sind, worauf die Zahl der Kontaktflächen an die Zahl der Energiespeichereinrichtungen angepasst ist, vorzugsweise Kürzen der Spannungsfühlereinrichtung an einem Ende, welche dem ersten Ende der Spannungsfühlereinrichtung gegenüberliegt, vorzugsweise vor Schritt S9, und/oder
S9 elektrisches, vorzugsweise stoffschlüssiges, Verbinden der Spannungsfühlereinrichtung, welche mehrere Kontaktflächen aufweist, mit wenigstens einem der Stromableiter, vorzugsweise einer der Energiespeichereinrichtungen, der Zellanordnung, vorzugsweise mit wenigstens einem dieser Kontaktierungsabschnitte, vorzugsweise nach Schritt S8, und/oder
S10 Ablängen einer, vorzugsweise entlang wenigstens einer linienförmigen Dünnstelle faltbaren, Isolierfolie, welche der Isolierung der Stromableiter, vorzugsweise der Isolierung der Spannungsfühlereinrichtung, gegenüber der Umgebung der Zellanordnung dient, vorzugsweise von einer Polymerfolie, vorzugsweise vor Schritt S11, und/oder
S11 Überdecken, wenigstens abschnittsweise, von wenigstens zwei Mantelflächen der Zellanordnung, vorzugsweise nach Falten der Isolierfolie entlang wenigstens einer der Dünnstellen, vorzugsweise Überdecken der Spannungsfühlereinrichtung, vorzugsweise nach Schritt S9, vorzugsweise nach Schritt S8, und/oder
S17 Abkanten, vorzugsweise Kröpfen, eines Bandmaterials oder Stangenmaterials, vorzugsweise zur Ausbildung eines Längsabschnitts, vorzugsweise zur Ausbildung eines plattenförmigen Abschnitts, worauf eine Stromschiene gebildet ist, worauf die Länge des Längsabschnitts größer oder gleich der Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung ist, vorzugsweise vor Schritt S12, und/oder
S12 elektrisches, vorzugsweise kraftschlüssiges, Verbinden der Stromschiene, vorzugsweise ausgebildet gemäß Anspruch 11, mit einem Stromableiter einer, vorzugsweise der dritten, der Energiespeichereinrichtungen oder mit einem dieser HV-Anschlusselemente, vorzugsweise nach Schritt S8, vorzugsweise nach Schritt S11, und/oder
S13 Ablängen einer Wärmeleitfolie, wobei die abgelängte Wärmeleitfolie an die Länge an die Temperiereinrichtung angepasst ist, vorzugsweise vor Schritt S14, und/oder
S14 Anordnen der Wärmeleitfolie auf der Temperiereinrichtung, vorzugsweise zwischen wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen und der Temperiereinrichtung, vorzugsweise vor Schritt S4, und/oder
S15 Ablängen eines Gehäusemittelteils, vorzugsweise ausgebildet mit einem Aufnahmeraum und mit wenigstens einer Befestigungsausnehmung, vorzugsweise im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet, vorzugsweise von einem Stranggussprofil, worauf die Länge des Gehäusemittelteils im Wesentlichen der Länge der Temperiereinrichtung oder der Zellanordnung entspricht, und/oder
S30 Verbinden, vorzugsweise stoffschlüssig, einer ersten dieser Grundplatten mit einer zweiten dieser Grundplatten, vorzugsweise wenn die Summe der ersten Kantenlängen der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung die Länge der Temperiereinrichtung, ausgebildet ohne zweite Grundplatte, überschreiten würde, vorzugsweise vor Schritt S4, vorzugsweise nach Schritt S2, vorzugsweise nach Schritt S1.Preferably, a prefabricated second blank, more preferably a prefabricated polymer profile, of predetermined length is used for step S6. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S6 offers the particular advantage that the length of the connecting device can be adapted to the length of the base plate. In particular, the combination of the aforementioned production method with step S6 offers the advantage that material for connecting devices for further tempering devices can be saved. The combination of the aforementioned production method with step S6 offers in particular the advantage that the production of the energy storage device can take place with a prefabricated connecting device or with a prefabricated second blank. According to a preferred development, the method comprises at least one of the following steps:
S8 interconnecting a first HV terminal element, preferably formed according to
S16 cutting to length of a voltage sensing device, preferably formed according to
S9 electrical, preferably cohesive, connecting the Spannungsfühlereinrichtung having a plurality of contact surfaces, with at least one of the current conductor, preferably one of the energy storage devices, the cell assembly, preferably with at least one of these Kontaktierungsabschnitte, preferably after step S8, and / or
S10 cutting a, preferably along at least one linear thin foldable foldable, insulating film, which serves to isolate the current collector, preferably the isolation of the voltage sensing device, with respect to the environment of the cell assembly, preferably of a polymer film, preferably before step S11, and / or
Covering, at least in sections, at least two lateral surfaces of the cell arrangement, preferably after folding the insulating film along at least one of the thin locations, preferably covering the voltage sensing device, preferably after step S9, preferably after step S8, and / or
S17 folding, preferably crimping, a strip material or rod material, preferably for forming a longitudinal portion, preferably for forming a plate-shaped portion, whereupon a busbar is formed, whereupon the length of the longitudinal portion is greater than or equal to the sum of the first edge lengths of the energy storage devices of the cell assembly, preferably before step S12, and / or
S12 electrical, preferably non-positive, connecting the busbar, preferably formed according to
S13 cutting to length of a heat-conducting foil, wherein the cut-to-length heat conducting foil is adapted to the length of the tempering device, preferably before step S14, and / or
S14 arranging the heat conducting film on the tempering device, preferably between at least one of the energy storage devices and the tempering device, preferably before step S4, and / or
S15 cutting a housing middle part, preferably formed with a receiving space and at least one mounting recess, preferably substantially tubular, preferably of a continuous casting profile, whereupon the length of the housing middle part substantially corresponds to the length of the tempering device or the cell assembly, and / or
S30 connecting, preferably cohesively, a first of these base plates to a second of these base plates, preferably if the sum of the first edge lengths of the energy storage devices of the cell arrangement would exceed the length of the tempering device, formed without second base plate, preferably before step S4, preferably after step S2, preferably after step S1.
Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S8 bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Kontaktierung der Zellanordnung über die mechanisch stabileren HV-Anschlusselemente erfolgen kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S8 bietet insbesondere den Vorteil, dass die mechanisch stabileren HV-Anschlusselemente zum Schutz der, vorzugsweise ersten und/oder dritten, Energiespeichereinrichtungen beitragen können.In particular, the combination of the aforementioned production method with step S8 offers the advantage that the electrical contacting of the cell arrangement can take place via the mechanically more stable HV connection elements. The combination of the aforementioned production method with step S8 offers the particular advantage that the mechanically more stable HV connection elements can contribute to the protection of, preferably first and / or third, energy storage devices.
Vorzugsweise wird Schritt S9 mehrfach ausgeführt zur Kontaktierung zahlreicher Stromableiter der Energiespeichereinrichtungen, besonders bevorzugt so oft, dass die elektrische Spannung jeder der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung erfassbar wird. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S9 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Erfassung der elektrischen Spannung wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen mit geringerem Übergangswiderstand erfolgen kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S9 bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Spannung einer einzelnen Energiespeichereinrichtung auch dann möglich wird, wenn die Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung in Reihe verschaltet sind.Preferably, step S9 is carried out several times for contacting a plurality of current conductors of the energy storage devices, particularly preferably so often that the electrical voltage of each of the energy storage devices of the cell arrangement becomes detectable. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S9 offers the particular advantage that the detection of the electrical voltage of at least one of the energy storage devices can be made with a lower contact resistance. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S9 offers the particular advantage that the electrical voltage of a single energy storage device is possible even when the energy storage devices of the cell assembly are connected in series.
Vorzugsweise wird für Schritt S10 eine vorgefertigte Polymerfolie, vorzugsweise Rollenware, verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S10 bietet insbesondere den Vorteil, dass Material für Isolierfolien für weitere Energiespeichervorrichtungen gespart werden kann.Preferably, for step S10, a prefabricated polymer film, preferably rolls, is used. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S10 offers the particular advantage that material for insulating films can be saved for further energy storage devices.
Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S11 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Isolierung, vorzugsweise der Stromableiter und/oder der Spannungsfühlereinrichtung, der Zellanordnung gegenüber der Umgebung, vorzugsweise gegenüber einem metallischen Modulgehäuse, verbessert ist.The combination of the aforementioned production method with step S11 offers the particular advantage that the insulation, preferably the current conductor and / or the voltage sensing device, of the cell assembly is improved with respect to the environment, preferably with respect to a metallic module housing.
Vorzugsweise wird während Schritt S12 ein Ende der Stromschiene entlang einer Mantelfläche der Zellanordnung in Richtung der ersten Energiespeichereinrichtung bzw. des ersten HV-Anschlusselements geführt. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S12 bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Kontaktierung der Zellanordnung von der ersten Energiespeichereinrichtung bzw. der ersten HV-Anschlusselements aus vereinfacht ist.Preferably, during step S12, an end of the bus bar along a lateral surface the cell assembly guided in the direction of the first energy storage device and the first HV connection element. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S12 offers in particular the advantage that the electrical contacting of the cell arrangement from the first energy storage device or the first HV connection element is simplified.
Vorzugsweise wird für Schritt S13 ein vorgefertigtes, vorzugsweise aufgerolltes, Folienmaterial verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S13 bietet insbesondere den Vorteil, dass Material für Wärmeleitfolien für weitere Energiespeichervorrichtungen gespart werden kann.Preferably, a prefabricated, preferably rolled, sheet material is used for step S13. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S13 offers the particular advantage that material for heat conducting foils can be saved for further energy storage devices.
Vorzugsweise dient die Wärmeleitfolie gemäß Schritt S14 dem Ausgleich von Toleranzen der Grundplatte, wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen, wenigstens eines der ersten Verbindungsabschnitte und/oder wenigstens eines der zweiten Verbindungsabschnitte. Vorzugsweise dient die Wärmeleitfolie gemäß Schritt S13 der Vergrößerung von verfügbarer Querschnittsfläche für einen Wärmestrom [W/m2] zwischen der Temperiereinrichtung und wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen. Vorzugsweise wird für Schritt S14 ein vorgefertigtes Rollenmaterial verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S14 bietet insbesondere den Vorteil, dass ein größerer Wärmestrom möglich wird.Preferably, the heat-conducting foil according to step S14 serves to compensate for tolerances of the base plate, at least one of the energy storage devices, at least one of the first connection sections and / or at least one of the second connection sections. Preferably, the heat conducting foil according to step S13 serves to increase the available cross-sectional area for a heat flow [W / m 2 ] between the tempering device and at least one of the energy storage devices. Preferably, a prefabricated roll material is used for step S14. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S14 offers the particular advantage that a larger heat flow is possible.
Vorzugsweise wird für Schritt S15 ein vorgefertigtes Stranggussprofil vorbestimmter Länge, besonders bevorzugt mit wenigstens einer eingebrachten Befestigungsausnehmung, verwendet. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S15 bietet insbesondere den Vorteil, dass Material für Gehäusemittelteile für weitere Modulgehäuse gespart werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S15 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichereinrichtung mit einem vorgefertigten Ausgangsmaterial für das Gehäusemittelteil gefertigt werden kann.Preferably, for step S15, a prefabricated continuous casting profile of predetermined length, particularly preferably with at least one introduced fastening recess, is used. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S15 offers the particular advantage that material for housing middle parts can be saved for further module housing. The combination of the aforementioned production method with step S15 offers the particular advantage that the energy storage device can be manufactured with a prefabricated starting material for the middle part of the housing.
Vorzugsweise wird für Schritt S16 ein vorgefertigtes Ausgangsmaterial mit vorbestimmter Länge und vorbestimmter Anzahl von Kontaktflächen verwendet. Vorzugsweise wird für Schritt S16 ein vorgefertigtes Ausgangsmaterial mit einer vorbestimmten Anzahl, besonders bevorzugt wenigstens drei, dieser abtrennbaren Abschnitte verwendet. Besonders bevorzugt wird mit Schritt S16 wenigstens einer dieser abtrennbaren Abschnitte von der Spannungsfühlereinrichtung abgelängt. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S16 bietet insbesondere den Vorteil, dass überzählige Kontaktflächen im Modulgehäuse nicht zu Störungen während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung führen können. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S16 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichereinrichtung mit einer vorgefertigten Spannungsfühlereinrichtung, vorzugsweise wenigstens drei dieser abtrennbaren Abschnitte aufweisend, gefertigt werden kann.Preferably, for step S16, a prefabricated starting material having a predetermined length and a predetermined number of contact surfaces is used. Preferably, for step S16, a prefabricated starting material having a predetermined number, more preferably at least three, of these separable portions is used. Particularly preferably, with step S16 at least one of these separable sections is cut to length by the voltage sensor device. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S16 offers the particular advantage that excess contact surfaces in the module housing can not lead to disturbances during operation of the energy storage device. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S16 offers the particular advantage that the energy storage device can be manufactured with a prefabricated voltage sensor device, preferably comprising at least three of these separable sections.
Vorzugsweise wird für Schritt S17 ein vorgefertigtes Bandmaterial oder Stangenmaterial verwendet. Vorzugsweise wird für Schritt S17 mehrfach durchgeführt. Vorzugsweise wird mittels Schritt S17 einer dieser im Wesentlichen plattenförmigen Abschnitte der Stromschiene hergestellt. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S17 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Stromschiene an die Länge der Zellanordnung in Stapelrichtung angepasst werden kann. Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S17 bietet insbesondere den Vorteil, dass ein vorgefertigtes Bandmaterial oder Stangenmaterial verwendet werden kann.Preferably, a pre-made strip material or bar stock is used for step S17. Preferably, multiple operations are performed for step S17. Preferably, by means of step S17, one of these substantially plate-shaped sections of the busbar is produced. The combination of the aforementioned manufacturing method with step S17 offers the particular advantage that the bus bar can be adapted to the length of the cell arrangement in the stacking direction. The combination of the aforementioned production method with step S17 offers the particular advantage that a prefabricated strip material or rod material can be used.
Die Kombination des vorgenannten Herstellverfahrens mit Schritt S30 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperiereinrichtung an Zellanordnungen angepasst werden kann, deren Anzahl Energiespeichereinrichtungen unüblich groß ist, vorzugsweise größer, als für die Beschaffung von ersten Rohlingen berücksichtigt.The combination of the aforementioned manufacturing method with step S30 offers in particular the advantage that the tempering device can be adapted to cell arrangements whose number of energy storage devices is unusually large, preferably larger than considered for the procurement of first blanks.
Eine bevorzugte Weiterbildung eines der vorgenannten Verfahren weist die Schritte auf:
S22 Einsetzen der Zellanordnung und, vorzugsweise gemeinsam mit, der Temperiereinrichtung in den Aufnahmeraum des Gehäusemittelteils, vorzugsweise nach Schritt S15, vorzugsweise nach Schritt S12,
S23 Verbinden, vorzugsweise kraftschlüssig, der Temperiereinrichtung mit dem Gehäusemittelteil, vorzugsweise mittels wenigstens einer lösbaren mechanischen Verbindung, besonders bevorzugt mittels wenigstens einer Schraubverbindung, vorzugsweise nach Schritt S22,
S24 Verbinden, vorzugsweise kraftschlüssig, eines Gehäusedeckels oder der Funktionsbaugruppe mit dem Gehäusemittelteil, worauf ein der Öffnungen zum Aufnahmeraum geschlossen ist, vorzugsweise nach Schritt S22,
vorzugsweise mit wenigstens einem der Schritte
S25 Einfügen einer Dichtung zwischen einen der Gehäusedeckel und das Gehäusemittelteil, vorzugsweise vor Schritt S24, und/oder
S26 Einsetzen wenigstens eines unabhängigen Befestigungsmittels in eine der Befestigungsausnehmungen des Gehäusemittelteils, vorzugsweise vor Schritt S24, und/oder
S27 Verbinden, vorzugsweise fluidleitend, wenigstens eines Anschlussstücks der Funktionsbaugruppe mit einem Anschlussstück der zweiten Fluidführungseinrichtung, vorzugsweise vor Schritt S22, vorzugsweise vor Schritt S24, und/oder
S28 elektrisches Verbinden eines der Vorrichtungsanschlüsse mit der Zellanordnung, vorzugsweise mit einem der HV-Anschlusselemente, vorzugsweise vor Schritt S22, vorzugsweise vor Schritt S24, und/oder
S29 Erden des Modulgehäuses.A preferred development of one of the aforementioned methods comprises the steps:
S22 inserting the cell arrangement and, preferably together with, the tempering device into the receiving space of the housing middle part, preferably after step S15, preferably after step S12,
S23 connecting, preferably non-positively, the tempering device with the housing middle part, preferably by means of at least one releasable mechanical connection, particularly preferably by means of at least one screw connection, preferably after step S22,
S24 connect, preferably non-positively, a housing cover or the functional assembly with the housing middle part, whereupon one of the openings is closed to the receiving space, preferably after step S22,
preferably with at least one of the steps
S25 inserting a seal between one of the housing cover and the housing middle part, preferably before step S24, and / or
S26 inserting at least one independent fastening means in one of the mounting recesses of the housing middle part, preferably before step S24, and / or
S27 connecting, preferably fluid-conducting, at least one connecting piece of the functional assembly with a connection piece of the second fluid guiding device, preferably before step S22, preferably before step S24, and / or
S28 electrically connecting one of the device connections with the cell arrangement, preferably with one of the HV connection elements, preferably before step S22, preferably before step S24, and / or
S29 Grounding of the module housing.
Vorzugsweise wird Schritt S24 zweifach ausgeführt, sodass eine Öffnung des Gehäusemittelteils mit einem Gehäusedeckel und eine weitere Öffnung des Gehäusemittelteils mit der Funktionsbaugruppe verschlossen ist. Vorzugsweise wird während Schritt S24 die Elektronikbaugruppe durch eine Öffnung des Gehäusemittelteils in dessen Aufnahmeraum aufgesetzt.Preferably, step S24 is performed twice, so that an opening of the housing middle part is closed with a housing cover and a further opening of the housing middle part with the functional assembly. Preferably, during step S24, the electronics assembly is placed in the receiving space through an opening in the middle part of the housing.
Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S25 bietet insbesondere den Vorteil, dass Toleranzen eines der Gehäusedeckel und des Gehäusemittelteils wenigstens teilweise ausgeglichen werden können. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S25 bietet insbesondere den Vorteil, dass einem Austausch von Stoffen zwischen der Umgebung und dem Aufnahmeraum, vorzugsweise dem Zutritt von Feuchtigkeit in den Aufnahmeraum, begegnet werden kann.The combination of this preferred development with step S25 offers in particular the advantage that tolerances of one of the housing cover and the middle part of the housing can be at least partially compensated. The combination of this preferred development with step S25 offers the particular advantage that an exchange of substances between the environment and the receiving space, preferably the access of moisture into the receiving space, can be counteracted.
Vorzugsweise wird Schritt S26 mehrfach ausgeführt, vorzugsweise öfter mit steigender Masse der Energiespeichervorrichtung und/oder größeren Beschleunigungen während des Betriebs der Energiespeichervorrichtung. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S26 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Energiespeichervorrichtung zur Befestigung an ihrem Bestimmungsort, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug vorbereitet ist.Preferably, step S26 is performed several times, preferably more often with increasing mass of the energy storage device and / or larger accelerations during operation of the energy storage device. The combination of this preferred development with step S26 offers the particular advantage that the energy storage device is prepared for attachment to its destination, preferably in a motor vehicle.
Vorzugsweise wird Schritt S27 zweimal ausgeführt, worauf die Energiespeichervorrichtung zur fluidleitenden Verbindung mit einer Fluidzuleitung und einer Fluidrückleitung vorbereitet ist. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S27 bietet insbesondere den Vorteil, dass das unabhängige Temperierfluid den Fluidkanälen der Temperiereinrichtung zugeführt werden kann. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S27 bietet insbesondere den Vorteil, dass die fluiddichte Verbindung außerhalb des Aufnahmeraums einfacher durchgeführt werden kann. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S27 bietet insbesondere den Vorteil, dass die fluiddichte Verbindung vor dem verschließen des Aufnahmeraums einfacher durchgeführt werden kann.Preferably, step S27 is performed twice, whereupon the energy storage device is prepared for fluid communication with a fluid supply line and a fluid return line. The combination of this preferred development with step S27 offers the particular advantage that the independent tempering fluid can be supplied to the fluid channels of the tempering device. The combination of this preferred development with step S27 offers the particular advantage that the fluid-tight connection outside the receiving space can be performed more easily. The combination of this preferred development with step S27 offers, in particular, the advantage that the fluid-tight connection can be carried out more easily before closing the receiving space.
Vorzugsweise wird Schritt S28 zweimal ausgeführt, worauf die in der Zellanordnung gespeicherte Energie an den Vorrichtungsanschlüssen zur Verfügung gestellt werden kann. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S28 bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Verbindung außerhalb des Aufnahmeraums einfacher durchgeführt werden kann. Die Kombination dieser bevorzugten Weiterbildung mit Schritt S28 bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Verbindung vor dem verschließen des Aufnahmeraums einfacher durchgeführt werden kann.Preferably, step S28 is performed twice, whereupon the energy stored in the cell array can be provided to the device terminals. The combination of this preferred development with step S28 offers the particular advantage that the electrical connection outside the receiving space can be carried out more easily. The combination of this preferred development with step S28 offers, in particular, the advantage that the electrical connection can be carried out more easily before closing the receiving space.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass einer unerwünschten Relativbewegung der Zellanordnung im Modulgehäuse begegnet ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass die Zellanordnung, die Temperiereinrichtung und/oder die Funktionsbaugruppe im Aufnahmeraum gegen unbefugten Zugriff gesichert sind.This preferred development offers the particular advantage that an undesired relative movement of the cell arrangement in the module housing is encountered. This preferred development offers the particular advantage that the cell assembly, the tempering and / or the function module are secured in the recording room against unauthorized access.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass mit der vorbereiteten Zellanordnung und der vorbereiteten Temperiereinrichtung die Anzahl der Baugruppen während der Montage der Energiespeichervorrichtung bzw. eines dieser Module verringert und somit der Fertigungsaufwand verringert ist.This preferred development offers the particular advantage that the number of assemblies during assembly of the energy storage device or one of these modules is reduced with the prepared cell assembly and the prepared tempering and thus the manufacturing cost is reduced.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens weist wenigstens die Schritte S1, S2, S3, S4, S7, S8, S9, S12 auf, wobei die Abfolge der Schritte S3 und S4 auch umgekehrt sein kann. Anschließend ist die Energiespeichervorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie vorbereitet ist. Vorzugsweise weist diese bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens auch den Schritte S11 auf.A first preferred embodiment of the manufacturing method comprises at least the steps S1, S2, S3, S4, S7, S8, S9, S12, wherein the sequence of steps S3 and S4 may also be reversed. Subsequently, the energy storage device is prepared for the provision of electrical energy. Preferably, this preferred embodiment of the manufacturing method also includes steps S11.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens weist zusätzlich die Schritte S5, S6, S10, S16, S17 auf. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass Materialien bei der Herstellung der Energiespeichervorrichtung gespart werden können.A second preferred embodiment of the manufacturing method additionally comprises the steps S5, S6, S10, S16, S17. This preferred embodiment offers the particular advantage that materials can be saved in the production of the energy storage device.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens weist die Schritte S22, S23 und S24 auf, wobei die Abfolge der Schritte S23 und S24 auch umgekehrt sein kann. Anschließend sind die Zellanordnung und die Temperiereinrichtung im Modulgehäuse bzw. Gehäusemittelteil angeordnet bzw. befestigt. Vorzugsweise weist diese bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens auch die Schritte S25, S26, S27 und S28 auf, welche besonders bevorzugt vor Schritt S24 durchzuführen sind. Besonders bevorzugt weist diese bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens auch Schritt S15 auf, womit vorteilhaft Material zur Herstellung eingespart und ungenutzter Raum im Modulgehäuse vermieden werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform des Herstellverfahrens ist vorteilhaft mit einer der vorgenannten bevorzugten Ausführungsformen des Herstellverfahrens kombinierbar. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass der Schutz der Zellanordnung vorzugsweise durch das Modulgehäuse verbessert ist. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass die elektrische Isolierung verbessert ist. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass die Befestigung der Energiespeichervorrichtung am Bestimmungsort vereinfacht ist.A second preferred embodiment of the manufacturing method comprises steps S22, S23 and S24, wherein the sequence of steps S23 and S24 may also be reversed. Subsequently, the cell arrangement and the tempering are arranged or fixed in the module housing or housing middle part. Preferably, this preferred embodiment of the manufacturing method also includes the steps S25, S26, S27 and S28, which are particularly preferred to perform before step S24. Particularly preferably, this preferred embodiment of the manufacturing method and step S15, which advantageously saves material for the production and unused space in the module housing can be avoided. This preferred embodiment of the production method can be advantageously combined with one of the abovementioned preferred embodiments of the production method. This preferred embodiment offers the particular advantage that the protection of the cell assembly preferably by the module housing is improved. This preferred embodiment offers the particular advantage that the electrical insulation is improved. This preferred embodiment offers the particular advantage that the attachment of the energy storage device at the destination is simplified.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. It shows:
Das Master-Modul
Die elektrische Verschaltungseinrichtung
An den Vorrichtungsanschlüssen
Die erste Funktionseinrichtung
Vorzugsweise sind die Energiespeichereinrichtungen
Die Gehäusemittelteile
Die erste Funktionseinrichtung
Zwischen die erste Funktionseinrichtung
Zwischen die erste Funktionseinrichtung und wenigstens eines der Gehäusemittelteile
Zwischen die zwei Rahmen
Der erste Rahmen
Wenigstens ein weiteres Stützelement
Die Energiespeichereinrichtungen
Die Energiespeichereinrichtung
Die Stromableiter
Die beiden ersten Verbindungsabschnitte
Die erste Mantelfläche einer ersten Energiespeichereinrichtung weist gegenüber der später hinzuzufügenden Temperiereinrichtung bzw. gegenüber deren Wärmetauschfläche einen größeren oder kleineren Abstand auf, als die erste Mantelfläche einer benachbarten Energiespeichereinrichtung. Das hat zur Folge, dass Kontaktierungsabschnitte benachbarter Energiespeichereinrichtungen einander überlappen können für vereinfachte Verschaltung bzw. stoffschlüssige Verbindung dieser Kontaktierungsabschnitte. Bei der dargestellten Zellanordnung
Der Stromableiter
Die HV-Anschlusselemente
Die Wärmeleitfolie
Die Temperiereinrichtung
Die Grundplatte
Die Grundplatte
Die erste Fluidführungseinrichtung
Die zweite Fluidführungseinrichtung
Die Verbindungseinrichtungen
Gemeinsam mit Mantelflächen der verbundenen Fluidführungseinrichtungen
Die Spannungsfühlereinrichtung
Die Spannungsfühlereinrichtung
Die Schnittstelleneinrichtung
Entlang des Trägerelements sind mehrere Kontaktflächen
Entlang des Trägerelements verlaufen mehrere Leiterbahnen, welche jeweils eine der Kontaktflächen mit einem der Kontaktelemente elektrisch verbinden. Vorzugsweise sind die Leiterbahnen mit einem Metall auf einer Mantelfläche des, insbesondere als Polymerfolie ausgestalteten, Trägerelement ausgebildet und mit der Mantelfläche verbunden.Along the carrier element extend a plurality of conductor tracks, which each electrically connect one of the contact surfaces with one of the contact elements. Preferably, the conductor tracks are formed with a metal on a lateral surface of the, in particular designed as a polymer film, carrier element and connected to the lateral surface.
Das Trägerelement ist ausgehend vom zweiten Ende, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, kürzbar, wobei wenigstens ein Abschnitt des Trägerelements vom Rest des Trägerelement abgetrennt werden kann. Beim Kürzen bzw. Abtrennen werden wenigstens eine der Kontaktflächen von Rest des Trägerelement entfernt und die zugehörige Leiterbahn getrennt. Vorzugsweise sind entlang der Spannungsfühlereinrichtung mehrere Ausnehmungen zur mechanischen Verbindung der Spannungsfühlereinrichtung mit der Zellanordnung angeordnet.The carrier element can be shortened starting from the second end, which lies opposite the first end, wherein at least a portion of the carrier element can be separated from the remainder of the carrier element. When shortening or separating, at least one of the contact surfaces is removed from the remainder of the carrier element and the associated conductor track is separated. Preferably, a plurality of recesses for the mechanical connection of the voltage sensor device to the cell arrangement are arranged along the voltage sensor device.
Besonders bevorzugt weist die Spannungsfühlereinrichtung
Die Spannungsfühlereinrichtung
Die Isolierfolie
Dargestellt sind auch zwei Stromschienen
Die Signalübertragungseinrichtung
An gegenüberliegenden Enden der Gehäusemittelteile
Die ersten Funktionseinrichtungen
Einige dieser Dichtungen
Das Slave-Modul
Das Slave-Modul
Das HV-Anschlusselement
Die Temperiereinrichtung
Das Gehäusemittelteile
Mehrere Dichtungen
Der Rahmen
Die Zellanordnung
Die erste Funktionseinrichtung
Die Verschaltungseinrichtung
Die Funktionsbaugruppe
Mehrere Dichtungen
Obwohl die Zellanordnung
Bereitgestellt sind ein Rahmen
Der Rahmen
Zellanordnung
Die Temperiereinrichtung
Der Rahmen
Bereitgestellt sind weitere Dichtungen
Dichtungen
Die Vorrichtungsanschlüsse
Vorzugsweise sind die Zellanordnungen der Module durch die Verschaltungseinrichtung in Reihe geschaltet, so dass die Summenspannung der Zellanordnungen der Module an den Vorrichtungsanschlüssen
Abgesehen davon, dass diese Energiespeichervorrichtung
Die Anschlussstücke der Temperiereinrichtung des Slave-Moduls
Abgesehen davon, dass die Energiespeichervorrichtung
Das Slave-Modul
Indem die Zellanordnung des Slave-Moduls
Zwar entsprechen die einzelnen Module im Wesentlichen den Modulen der
Wie bei der Energiespeichervorrichtung gemäß
Für die Fertigstellung der Energiespeichervorrichtung
Vorzugsweise wird Schritt S41 und/oder Schritt S42 im Anschluss an die Schritte S38 bis S40 durchgeführt.Preferably, step S41 and / or step S42 is performed subsequent to steps S38 to S40.
Die bevorzugte Weiterbildung des Herstellverfahrens mit Schritt 41 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Befestigung der Module bzw. Modulgehäuse am Bestimmungsort der Energiespeichervorrichtung vereinfacht ist.The preferred development of the manufacturing method with
Die bevorzugte Weiterbildung des Herstellverfahrens mit Schritt 42 bietet insbesondere den Vorteil, dass die Temperierung der Energiespeichereinrichtungen, vorzugsweise die Wärmeabfuhr aus den Energiespeichereinrichtungen, vereinfacht ist, vorzugsweise für verlängerte Betriebsdauer der Energiespeichereinrichtungen.The preferred development of the manufacturing method with step 42 offers the particular advantage that the temperature control of the energy storage devices, preferably the heat removal from the energy storage devices, is simplified, preferably for a longer service life of the energy storage devices.
Schritt S38 wird nach den Schritten S39 und S40 durchgeführt, insbesondere für vereinfachte Durchführung der Schritte S39 und S40.Step S38 is performed after steps S39 and S40, particularly for facilitating the steps S39 and S40.
Die Reihenfolge der Schritte S41 und S42 untereinander kann, insbesondere für weniger Fertigungsaufwand, an die Gegebenheiten der Fertigungsstätte und/oder an die Fertigungseinrichtungen angepasst werden. Vorzugsweise wird Schritt S41 vor S38 durchgeführt, wodurch insbesondere die Durchführung von Schritt S41 vereinfacht ist. Vorzugsweise wird Schritt S42 vor S38 durchgeführt, wodurch insbesondere die Durchführung von Schritt S42 vereinfacht ist.The sequence of steps S41 and S42 with one another can be adapted to the conditions of the production site and / or to the production facilities, in particular for less production costs. Preferably, step S41 is performed before S38, whereby, in particular, the execution of step S41 is simplified. Preferably, step S42 is performed before S38, whereby in particular the execution of step S42 is simplified.
Dieses Herstellverfahren kann zeitlich unabhängig von den Herstellverfahren der
Die Reihenfolge der Schritte S20 und S21 ist ohne Belang für die Bereitstellung einer Funktionsbaugruppe insbesondere für vereinfachte Montage der Energiespeichervorrichtung. Die Reihenfolge der Schritte S18 und S19 ist für die Bereitstellung einer Funktionsbaugruppe, insbesondere für vereinfachte Montage der Energiespeichervorrichtung, ohne Belang, die Schritte S18 und S19 sind aber vor den Schritten S20 und S21 durchzuführen. Anschließend ist die Funktionsbaugruppe vorbereitet. Dieses Herstellverfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die spätere funktionale Verbindung der Zellanordnung und der Temperiereinrichtung mit der Steuereinrichtung, der Messeinrichtung und Anschlussstücken für Fluidzuleitung und Fluidrückleitung gemäß den Schritten S27 und S28 vereinfacht ist. Diese Herstellverfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass mit der Zusammenfassung von Steuereinrichtung, Vorrichtungsanschlüssen und Gehäusedeckel, vorzugsweise mit Zusammenfassung von Messeinrichtung, Anschlussstücken und/oder Datenschnittstelle, zur Funktionsbaugruppe das Handling während der Montage der Energiespeichervorrichtung vereinfacht ist.The sequence of steps S20 and S21 is irrelevant for the provision of a functional assembly, in particular for simplified installation of the energy storage device. The sequence of steps S18 and S19 is irrelevant to the provision of a functional module, in particular for simplified installation of the energy storage device, but steps S18 and S19 are to be performed before steps S20 and S21. Then the function module is prepared. This manufacturing method has the particular advantage that the later functional connection of the cell arrangement and the tempering device with the control device, the measuring device and fittings for fluid supply and fluid return according to steps S27 and S28 is simplified. In particular, this manufacturing method has the advantage that with the combination of control device, device connections and housing cover, preferably with a combination of measuring device, connecting pieces and / or data interface, the handling of the functional energy storage device during assembly of the energy storage device is simplified.
Das Herstellverfahren, dargestellt in
Dem Zustand E1 können die Schritte S5, S6 und S30 vorgeschaltet sein, wobei die Reihenfolge dieser Schritte für den technischen Effekt, bei der Produktion Material einzusparen, nicht zwingend ist. Die Ausführung der Schritte S5, S6 und S30 hängt von der Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung sowie von der Länge der vorgefertigten Grundplatte und Verbindungseinrichtungen ab. Schritt S5 ist durchzuführen wenn die Länge der mit einer Grundplatte je zu stellenden Temperiereinrichtung die Länge der Zellanordnung überschreiten würde. Schritt S6 ist durchzuführen, wenn die Länge der mit einer der vorgefertigten Verbindungseinrichtungen hier zu stellenden Temperiereinrichtung die Länge der Zellanordnung überschreiten würde. Schritt S30 ist durchzuführen, wenn die Länge der mit den Schritten S1 und S2 hier zu stellenden Temperiereinrichtung zur wärmeleitenden Berührung der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung nicht ausreicht. Schritt S30 ist mit Schritt S5 zu kombinieren, wenn die Länge der mit wenigstens zwei Grundplatten herzustellenden Temperiereinrichtung die Länge der Zellanordnung überschreiten würde. The state E1 may be preceded by the steps S5, S6 and S30, wherein the order of these steps for the technical effect of saving material in the production, is not mandatory. The execution of steps S5, S6 and S30 depends on the number of energy storage devices of the cell assembly as well as on the length of the prefabricated base plate and connecting devices. Step S5 is to be performed if the length of the tempering device to be provided with a base plate would exceed the length of the cell arrangement. Step S6 is to be carried out if the length of the tempering device to be provided with one of the prefabricated connecting devices would exceed the length of the cell arrangement. Step S30 is to be carried out if the length of the tempering device to be provided here with steps S1 and S2 for the heat-conducting contact of the energy storage devices of the cell arrangement is insufficient. Step S30 is to be combined with step S5 if the length of the tempering device to be manufactured with at least two base plates would exceed the length of the cell arrangement.
Mit der Durchführung des Schrittes S14 wird der Wärmetausch zwischen der Temperiereinrichtung und den Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung verbessert. Mit der Durchführung des Schrittes S13 kann Material eingespart werden. Mit der Durchführung des Schrittes S13 kann die Länge der Wärmeleitfolie an die Länge der Temperiereinrichtung angepasst werden.By performing step S14, the heat exchange between the tempering device and the energy storage devices of the cell assembly is improved. With the implementation of step S13 material can be saved. With the implementation of step S13, the length of the heat-conducting foil can be adapted to the length of the tempering device.
Das Herstellverfahren, dargestellt in
Vorzugsweise weist die bevorzugte Weiterbildung auch die Schritte S16, S10 und/oder S17 auf. Ergänzt um Schritt S16 bietet diese bevorzugte Weiterbildung insbesondere den Vorteil, dass die Zahl der Kontaktflächen der Spannungsfühlereinrichtung an die Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung angepasst werden kann. Ergänzt um Schritt S10 bietet diese bevorzugte Weiterbildung insbesondere den Vorteil, das Material eingespart werden kann. Ergänzt um Schritt S17 bietet diese bevorzugte Weiterbildung insbesondere den Vorteil, dass die Stromschiene zur Bereitstellung des elektrischen Potentials benachbart zu dem ersten HV-Anschlusselement an die Anzahl der Energiespeichereinrichtungen der Zellanordnung angepasst werden kann.Preferably, the preferred development also has the steps S16, S10 and / or S17. Supplemented by step S16, this preferred development offers the particular advantage that the number of contact surfaces of the voltage sensor device can be adapted to the number of energy storage devices of the cell arrangement. Supplemented by step S10, this preferred development offers the particular advantage that material can be saved. Supplemented by step S17, this preferred development offers the particular advantage that the busbar for providing the electrical potential adjacent to the first HV connection element can be adapted to the number of energy storage devices of the cell arrangement.
Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass der Schutz der Zellanordnung, der Temperiereinrichtung und der Funktionsbaugruppe von mechanischen Beschädigungen verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet insbesondere den Vorteil, dass einem unerwünschten Austausch von Substanzen zwischen der Zellanordnung und der Umgebung begegnet ist.This preferred development offers the particular advantage that the protection of the cell arrangement, the tempering device and the functional assembly is improved by mechanical damage. This preferred development offers the particular advantage that an undesirable exchange of substances between the cell assembly and the environment is encountered.
Die Reihenfolge der Schritte S24 und S23 ist ohne Belang für den technischen Effekt der bevorzugten Weiterbildung, d. h. Bereitstellung einer langlebigeren Energiespeichervorrichtung.The sequence of steps S24 and S23 is irrelevant to the technical effect of the preferred development, ie. H. Providing a more durable energy storage device.
Vorzugsweise weist die Weiterbildung auch den Schritt S27 und/oder S28 auf, wobei die Reihenfolge dieser Schritte für den verbesserten Schutz der Zellanordnung gegen mechanische Beschädigungen ohne Belang ist. Ergänzt um Schritt S27 ist die Versorgung der Temperiereinrichtung mit einem Temperierfluid vereinfacht. Wenn Schritt S27 vor Schritt S22 durchgeführt wird, dann ist die Montage der Energiespeichervorrichtung vereinfacht. Ergänzt um Schritt S28 ist der Austausch elektrischer Energie mit der Zellanordnung mittels der Vorrichtungsanschlüsse vereinfacht. Wenn Schritt S28 vor Schritt S22 durchgeführt wird, dann ist die Montage der Energiespeichervorrichtung vereinfacht.Preferably, the development also includes the step S27 and / or S28, wherein the order of these steps for the improved protection of the cell assembly against mechanical damage is irrelevant. Supplemented by step S27, the supply of the tempering device with a tempering fluid is simplified. If step S27 is performed before step S22, then the mounting of the energy storage device is simplified. Supplemented with step S28, the replacement of electrical energy with the cell assembly by means of the device connections is simplified. If step S28 is performed before step S22, then the mounting of the energy storage device is simplified.
Vorzugsweise weist die Weiterbildung auch den Schritt S25 und/oder S26 auf, wobei die Reihenfolge dieser Schritte für den verbesserten Schutz der Zellanordnung gegen mechanische Beschädigungen ohne Belang ist. Ergänzt um Schritt S25, insbesondere vor Schritt S24, ist die Abdichtung des Modulgehäuses gegenüber der Umgebung verbessert. Ergänzt um Schritt S26, insbesondere vor Schritt S24, ist die Befestigung der Energiespeichervorrichtung am Bestimmungsort vereinfacht.Preferably, the development also includes the step S25 and / or S26, wherein the order of these steps for the improved protection of the cell assembly against mechanical damage is irrelevant. Supplemented with step S25, in particular before step S24, the sealing of the module housing from the environment is improved. Supplemented with step S26, in particular before step S24, the attachment of the energy storage device at the destination is simplified.
Vorzugsweise weist die Weiterbildung auch den Schritt S15 auf, insbesondere vor Schritt S22. Wie weit das Gehäusemittelteil abgelängt wird, hängt von der Länge der Zellanordnung, der Länge der Temperiereinrichtung und von der Länge des Stranggussprofils bzw. der Länge eines vorgefertigten Abschnitts des Stranggussprofils ab. Ergänzt um diesen Schritt bietet die Weiterbildung insbesondere den Vorteil, dass bei der Herstellung Material gespart werden kann. Ergänzt um diesen Schritt bietet die Weiterbildung insbesondere den Vorteil, dass ungenutzter Raum im Modulgehäuse vermieden werden kann.Preferably, the development also includes step S15, in particular before step S22. How far the central part of the housing is cut to length depends on the length of the cell arrangement, the length of the tempering device and on the length of the continuous casting profile or the length of a prefabricated section of the continuous casting profile. Supplemented by this step, the further development offers the particular advantage that material can be saved during production. Supplemented by this step, the training offers the particular advantage that unused space in the module housing can be avoided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- EnergiespeichervorrichtungEnergy storage device
- 2, 2a2, 2a
- Zellanordnungcell arrangement
- 3, 3a, 3b3, 3a, 3b
- elektrochemische Energiespeichereinrichtungelectrochemical energy storage device
- 44
- Temperiereinrichtungtempering
- 55
- Grundplattebaseplate
- 6, 6a6, 6a
- Fluidkanal der GrundplatteFluid channel of the base plate
- 7, 7a7, 7a
- FluidführungseinrichtungFluid carrying member
- 88th
- dritter Fluidkanal der Fluidführungseinrichtungthird fluid channel of the fluid guiding device
- 9, 9a9, 9a
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 1010
- Verbindungsmittel der VerbindungseinrichtungConnecting means of the connecting device
- 11, 11a11, 11a
- StromableiterCurrent conductor
- 12, 12a12, 12a
- HV-AnschlusselementHV connection element
- 1313
- Kontaktierungsabschnitt eines StromableitersContacting section of a current conductor
- 1414
- erster Verbindungsabschnitt einer Energiespeichereinrichtungfirst connecting portion of an energy storage device
- 1515
- zweiter Verbindungsabschnitt eines HV-Anschlusselementssecond connection portion of an HV terminal
- 16, 16a16, 16a
- SpannungsfühlereinrichtungVoltage sensing means
- 17, 17a17, 17a
- Kontaktfläche der SpannungsfühlereinrichtungContact surface of the voltage sensor device
- 18, 18a18, 18a
- SchnittstelleneinrichtungInterface device
- 19, 19a19, 19a
- Kontaktelemente der SchnittstelleneinrichtungContact elements of the interface device
- 2020
- Leiterbahn zwischen Kontaktfläche und KontaktelementeConductor between contact surface and contact elements
- 2121
- Isolierfolieinsulation
- 2222
- Dünnstellethin place
- 2323
- Abschnitt der IsolierfolieSection of insulating foil
- 2424
- Mantelfläche der ZellanordnungLateral surface of the cell arrangement
- 2525
- Stromschieneconductor rail
- 2626
- plattenförmiger Abschnitt der Stromschieneplate-shaped section of the busbar
- 2727
- Längsabschnitt der StromschieneLongitudinal section of the busbar
- 28, 28a28, 28a
- Modulgehäusemodule housing
- 29, 29a29, 29a
- GehäusemittelteilHousing body
- 30, 3030, 30
- Befestigungsausnehmungmounting recess
- 31, 31a31, 31a
- unabhängiges Befestigungselementindependent fastening element
- 32, 32a32, 32a
- Anschlussstück, vorzugsweise einer FluidführungseinrichtungConnecting piece, preferably a fluid guiding device
- 33, 33a33, 33a
- unabhängige Fluidzuleitung bzw. Fluidrückleitungindependent fluid supply or fluid return
- 3434
- Funktionsbaugruppefunction module
- 3535
- Gehäusedeckelhousing cover
- 3636
- Elektronikbaugruppeelectronics assembly
- 3737
- Steuereinrichtungcontrol device
- 3838
- Messeinrichtungmeasuring device
- 39, 39a39, 39a
- elektrischer Vorrichtungsanschlusselectrical device connection
- 4040
- DatenschnittstelleData Interface
- 41, 41a41, 41a
- Anschlussstück der FunktionsbaugruppeConnection piece of the function module
- 4343
- WärmeleitfolieHeat conducting
- 4444
- Zutrittsöffnung für TemperierfluidAccess opening for tempering fluid
- 45, 45a45, 45a
- Klebefläche der IsolierfolieAdhesive surface of the insulating film
- 46, 46a46, 46a
- Dichtungpoetry
- 4747
- Baugruppengehäuse für FunktionsbaugruppeModule housing for function module
- 48, 48a48, 48a
- Potentialabgriffpotential tap
- 51, 51a51, 51a
- Slave-ModulSlave module
- 5252
- Master-ModulMaster module
- 5353
- erste Funktionseinrichtungfirst functional device
- 53', 53''53 ', 53' '
- Teile der mehrteiligen ersten FunktionseinrichtungParts of the multi-part first functional device
- 5454
- fünfte Fluidführungseinrichtungfifth fluid guiding device
- 5555
- elektrische Verschaltungseinrichtungelectrical interconnection device
- 5656
- SignalübertragungseinrichtungSignal transmission means
- 57, 57a57, 57a
- Stützelementsupport element
Claims (18)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310011741 DE102013011741A1 (en) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Energy storage device, method for manufacturing this energy storage device |
PCT/EP2014/001839 WO2015003788A1 (en) | 2013-07-12 | 2014-07-03 | Energy storage device, method for producing said energy storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310011741 DE102013011741A1 (en) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Energy storage device, method for manufacturing this energy storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013011741A1 true DE102013011741A1 (en) | 2015-01-15 |
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ID=51167851
Family Applications (1)
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